无法在实验室中复制；星云的低密度（每立方公分一个原子）允许离子通过禁线的发射，而不是与其它原子碰撞来衰减。并非所有的发射星云都位于恆星周围或附近，能受到恆星加热而电离。大多数气态发射星云都是由中性氢形成。在基态的中性氢有两种可能的自旋状态：电子具有与质子相同或相反的自旋。当原子在这两种庄态之间转换时，他会释放出波长21公分的发射或吸收线。可以对电波范围内的这条线进行非常精确的测量：利用这些资讯，尽管螺旋臂的确切数量和位置仍是在进行研究中的主题，银河系的形状被确定为螺旋星系。