Фундаментом теории звездообразования являются данные о межзвездной среде. Три столетия назад Исаак Ньютон в письме к Ричарду Бентли высказал мысль о том, что звезды и планеты под действием силы гравитации "сгустились" из разреженного вещества, заполнявшего некогда Вселенную. С той поры эта мысль уверенно прокладывала себе дорогу, опираясь на наблюдательные данные о межзвездном веществе. Как выяснилось, оно и сейчас, в нашу эпоху в виде разреженного газа и пыли заполняет пространство между звездами. В разных областях Галактики межзвездный газ существенно различается по своим физическим параметрам, в определенных пределах меняется и его химический состав.

Однако для плодотворных исследований ученым всегда требуется упрощенная рабочая модель объекта. Лет 20 назад межзвездную среду представляли в виде горячего газа (с температурой Т = 10⁴ K), в котором плавают холодные облака (Т = 10² К). Эта двухкомпонентная модель позволила объяснить многие явления, но к середине 70-х годов под напором новых фактов ее пришлось уточнить: внеатмосферные ультрафиолетовые наблюдения указали на существование очень горячего газа (Т = 10⁶ К), заполняющего большую часть объема Галактики, а наземные радионаблюдения открыли нам очень холодный молекулярный газ (Т = 10 К), собранный в массивные облака вблизи галактической плоскости.

Теперь принято представлять межзвездный газ как четырехфазную среду (таблица), хотя и такая модель не исчерпывает всего многообразия физических условий в межзвездном пространстве. Например, в этой модели не представлены расширяющиеся остатки вспышек Сверхновых (Т = 10⁸), планетарные туманности и некоторые другие газовые образования, не находящиеся в равновесии по давлению с основными четырьмя фазами межзвездного газа. Действительно, их объем и масса в каждый момент времени не существенны по сравнению с уже имеющимся в Галактике газом. Однако именно они поддерживают баланс вещества и энергии в этом постоянно остывающем и сгущающемся в звезды газе.

Основные фазы межзвездного газа

Фаза	Температура, К	Плотность, см-3	Доля объема Галактики, %
Горячая, HII	300000	0,016	74
Теплая, HII	8000	0,25	23
Прохладная,HI	80	40	2
Холодная,H2	10	300	0,8