Mes dažnai galvojame apie erdvę kaip apie „tuščią“, tačiau iš tikrųjų ji yra užpildyta medžiaga. Kas ten? Astronomai reguliariai aptinka dujas ir dulkes, plūduriuojančius tarp žvaigždžių, ir jų yra kosminiai spinduliai pakeliui iš savo šaltinių užfiksuojamas (dažnai įvykus supernovos sprogimams). Tarp žvaigždžių esančią tarpžvaigždinę terpę veikia magnetinis laukas ir žvaigždžių vėjai bei, žinoma, žvaigždės.
Tarpžvaigždinės terpės (arba ISM) tuščios dalys yra vėsios ir švelnios. Kai kuriuose regionuose elementai egzistuoja tik molekuliniu pavidalu, o ne tiek daug molekulių kvadratiniame centimetre, kiek galėtumėte rasti storesniuose regionuose. Ore, kurį kvėpuojate, yra daugiau molekulių nei šiuose regionuose.
Gausiausi ISM elementai yra vandenilis ir helis. Jie sudaro apie 98 procentus ISM masės; likusią ten rastą „dalį“ sudaro elementai, sunkesni už vandenilį ir helį. Tai apima visas medžiagas, tokias kaip kalcis, deguonis, azotas, anglis ir kiti „metalai“ (kuriuos astronomai vadina vandenilio ir helio elementais).
Susidarė vandenilis, helis ir nedideli ličio kiekiai Didysis sprogimas, formuojantis visatos įvykis ir žvaigždės (pradedant pačiais pirmaisiais). Likę elementai buvo virti žvaigždžių viduje arba sukurta supernova sprogimai. Visa ši medžiaga pasklinda į kosmosą, sudarydama dujų ir dulkių debesis, vadinamus ūkais. Tuos debesis įvairiai šildo netoliese esančios žvaigždės, jie banguoja smūgio bangomis dėl netoliese esančių žvaigždžių sprogimų ir yra nuplėšti ar sunaikinti naujagimių žvaigždžių. Jie yra srieginiai per silpnus magnetinius laukus, o tam tikrose vietose ISM gali būti gana neramus.
Žvaigždės gimsta dujų ir dulkių debesyse, ir jos „suvalgo“ savo žvaigždžių lizdų medžiagą. Tada jie pragyvena savo gyvenimą ir mirę išsiunčia medžiagą, kurią „paruošė“ į kosmosą, kad dar labiau praturtintų ISM. Taigi žvaigždės yra pagrindinės ISM „dalyko“ dalyvės.
Mūsų pačių saulės sistemoje planetos skrieja aplink vadinamąją tarpplanetinę terpę, kuri pati yra apibūdinama pagal saulės vėjas (energetinių ir įmagnetintų dalelių srautas, tekantis iš Saulės).
„Briauna“, kur sklinda saulės vėjas, vadinama „heliopause“, ir už jos ribų prasideda ISM. Pagalvokite apie mūsų Saulę ir planetas, gyvenančias saugomos erdvės tarp žvaigždžių „burbule“.
Astronomai įtarė, kad ISM egzistavo dar ilgai, kol jie faktiškai nemokėjo to studijuoti šiuolaikiniais instrumentais. Rimtas ISM tyrimas buvo pradėtas 1900-ųjų pradžioje ir astronomai tobulindami savo teleskopus ir instrumentus sugebėjo daugiau sužinoti apie ten esančius elementus. Šiuolaikiniai tyrimai leidžia jiems naudoti tolimas žvaigždes kaip būdą ISM zonduoti, tiriant žvaigždžių šviesą, nes ji praeina pro tarpžvaigždinius dujų ir dulkių debesis. Tai ne per daug skiriasi nuo naudojant šviesą iš tolimų kvazarų ištirti kitų galaktikų struktūrą. Tokiu būdu jie suprato, kad mūsų Saulės sistema keliauja per kosmoso regioną, vadinamą „Vietiniu tarpžvaigždiniu debesiu“, kuris driekiasi maždaug 30 šviesmečių erdvėje. Tyrinėdami šį debesį, naudodami žvaigždžių, esančių už debesies, šviesą, astronomai sužinojo daugiau apie ISM struktūras tiek mūsų kaimynystėje, tiek už jos ribų.