Môi trường liên sao bao gồm các khí gas liên sao và bụi liên sao

Khí gas

Khoảng 99% của ISM là khí gas ở các dạng, cụ thể: hơn 70% là Hydro, 28% Heli, và khoảng 1.5% là các nguyên tố nặng. Chúng tồn tại ở cả các dạng đơn nguyên tử, phân tử cũng như bị ion hóa với mật độ rất loãng, chỉ khoảng vài hạt trên một cm3 (Để dễ so sánh thì mật độ phân tử trong một cm3 hơi thở của chúng ta là 30,000,000,000,000,000,000, và trong các buồng chân không nhân tạo là 10,000,000,000).

Khi một ngôi sao mới được sinh ra, chúng phát xạ một lượng lớn tia cực tím, ion hóa toàn bộ vùng khí gas bao quanh nó, tạo thành các đám hydro ion hóa.

Các đám mây H ion hóa này phát sáng khi ở gần các ngôi sao nóng từ 25.0000 K trở lên, tạo thành những tinh vân phát xạ với ánh sáng đỏ đặc trưng của Hydro ở dãy Balmer.

Bụi liên sao

Khác với khái niệm "bụi" thông thường, bụi liên sao là các hạt vật chất vô cùng nhỏ, với kích thước chưa tới 1μm, xấp xỉ với bước sóng ánh sáng mà con người có thể thấy được. Nhân của chúng có thể là silicat, cacbon hay hợp chất sắt, với hình dạng không xác định.

Bụi vũ trụ hấp thụ ánh sáng phát ra từ các ngôi sao và các thiên thể khác làm độ sáng của chúng giảm đi trung bình một cấptrên một kiloparsec trong mặt phẳng thiên hà. Ánh sáng từ các ngôi sao truyền đi có thể bị đám bụi này chặn hoàn toàn nếu chúng đủ dày, tạo thành các tinh vân tối, ví dụ như Tinh vân Đầu Ngựa. Ánh sáng màu xanh lam bị phân tán nhiều hơn trong các đám bụi này, do đó ánh sáng chúng ta quan sát được đa phần gồm nhiều gam màu đỏ hơn, tương tự như với Mặt Trời lúc hoàng hôn.

• Tinh vân Đầu ngựa. Hay còn gọi là tinh vân tối Barnard 33
• Ba cột bụi khổng lồ nổi tiếng Pillars of Creation. (Tinh vân Đại Bàng)