We beschouwen de ruimte vaak als 'leeg', maar in werkelijkheid is ze gevuld met materiaal. Wat is daar? Astronomen detecteren regelmatig gassen en stof die tussen de sterren zweven, en dat zijn er ook kosmische stralen op hun weg van hun bronnen doorscheurend (vaak in supernova-explosies). Dichtbij sterren wordt het interstellaire medium beïnvloed door magnetische velden en sterrenwinden, en natuurlijk door sterfgevallen.
De leegste delen van het interstellaire medium (of ISM) zijn koel en zwak. In sommige regio's bestaan elementen alleen in moleculaire vorm en niet zoveel moleculen per vierkante centimeter als in dikkere gebieden. De lucht die je inademt bevat meer moleculen dan deze regio's.
De meest voorkomende elementen in de ISM zijn waterstof en helium. Ze vormen ongeveer 98 procent van de massa van de ISM; de rest van de "dingen" die daar worden gevonden, bestaat uit elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Dit omvat alle materialen zoals calcium, zuurstof, stikstof, koolstof en de andere "metalen" (wat astronomen elementen noemen achter waterstof en helium).
De waterstof en helium en enkele kleine hoeveelheden lithium zijn gemaakt in de Oerknal, de vormende gebeurtenis van het universum en het spul van sterren (te beginnen met de allereerste). De rest van de elementen waren gekookt in sterren of gemaakt in supernova explosies. Al dat materiaal verspreidt zich naar de ruimte en vormt wolken van gas en stof die nevels worden genoemd. Die wolken worden op verschillende manieren verwarmd door nabije sterren, in schokgolven geveegd door nabijgelegen explosies van sterren en uit elkaar gescheurd of vernietigd door pasgeboren sterren. Ze zijn doorgevoerd met zwakke magnetische velden en op bepaalde plaatsen kan de ISM behoorlijk turbulent zijn.
Sterren worden geboren in de wolken van gas en stof, en ze 'eten' het materiaal van hun nesten op. Vervolgens leven ze hun leven uit en als ze doodgaan, sturen ze de materialen die ze 'hebben gekookt' de ruimte in om de ISM verder te verrijken. Sterren leveren dus een grote bijdrage aan het "spul" van de ISM.
In ons eigen zonnestelsel draaien de planeten in wat het "interplanetaire medium" wordt genoemd, dat zelf wordt bepaald door de omvang van de zonnewind (de stroom van energetische en gemagnetiseerde deeltjes die uit de zon stromen).
De "rand" waar de zonnewind naar buiten komt wordt de "heliopauze" genoemd, en daarna begint de ISM. Denk aan onze zon en planeten die in een "bel" van beschermde ruimte tussen de sterren leven.
Astronomen vermoedden dat de ISM al bestond voordat ze hem daadwerkelijk met moderne instrumenten konden bestuderen. De serieuze studie van de ISM begon in de vroege jaren 1900, en terwijl astronomen hun telescopen en instrumenten perfectioneerden, konden ze meer leren over de elementen die daar bestaan. Moderne studies stellen hen in staat verre sterren te gebruiken als een manier om de ISM te onderzoeken door sterrenlicht te bestuderen terwijl het door de interstellaire wolken van gas en stof gaat. Dit verschilt niet veel van met behulp van licht van verre quasars om de structuur van andere sterrenstelsels te onderzoeken. Op deze manier zijn ze erachter gekomen dat ons zonnestelsel door een gebied van de ruimte reist dat de "Lokale Interstellaire Wolk" wordt genoemd en zich uitstrekt over ongeveer 30 lichtjaar ruimte. Terwijl ze deze wolk bestuderen met behulp van het licht van sterren buiten de wolk, leren astronomen meer over de structuren in de ISM, zowel in onze buurt als daarbuiten.