Planeettakuntien synty
Tähtienvälinen aine > Molekulaariset pilvet

Molekulaaristen pilvien koot ja massat voivat olla hyvin erilaisia. Tähtien syntyalueilla, Linnunradan spiraalihaaroissa, pilvikompleksit voivat olla suurimmillaan massaltaan 106 Auringon massaa ja halkaisijaltaan 100 pc. Pienimmillään ne voivat olla massaltaan alle 10 Auringon massaa ja halkaisijaltaan alle parsekin. Molekyylejä sisältävien pilvien lämpötilat ovat tyypillisesti välillä 10–100 kelviniä.
Molekulaariset pilvet muodostuvat pääosin tähtienvälisen aineen saapuessa linnunradan spiraalihaaroihin ja sitten tiivistyessä tai supernovien šokkiaaltojen vaikutuksesta. Muodostumiseen kuluva aika voi olla suuruudeltaan 10–20 miljoonaa vuotta, joten pilvien muodostuminen on yleistä Linnunradan mittakaavassa, jonka ikä on miljardeja vuosia. Koska pilviä havaitaan runsaasti tähtienvälisessä avaruudessa, niiden on pysyttävä stabiilissa tilassa kohtalaisen pitkiä aikoja. Jotta molekulaariset pilvet pysyisivät koossa eivätkä romahtaisi oman gravitaationsa vaikutuksesta kasaan, niissä täytyy esiintyä päinvastaisella tavalla vaikuttavia voimia. Tällaisina voimina toimivat tavallinen kaasun hiukkasten lämpöliikkeestä aiheutuva paine, magneettikentistä aiheutuvat voimat ja kaasun turbulenssien aiheuttama paine, joista magneettikentän ja turbulenssien vaikutukset ovat tavallisesti hallitsevassa asemassa koko pilven mittakaavassa.
Kaasun lämpöliikkeestä aiheutuva paine puolestaan tuottaa tavallisesti suurimman gravitaatiota vastustavan voiman yksittäisissä pienemmän mittakaavan tihentymissä. Molekulaarisista pilvistä tehdyt havainnot osoittavat, että kaasun kineettinen eli liike-energia ylittää joissain tapauksissa jopa yhdellä kertaluokalla tavallisen lämpöliikkeen antamat arvot, mikä viittaa vahvasti esimerkiksi magneettisen turbulenssin voimakkaaseen rooliin merkittävimpänä pilvien luhistumista vastustavana voimana.
Näiden voimien vaikutuksesta molekulaariset pilvet ovat usein hyvin mutkikkaita ja epähomogeenisia, koostuen epäsäännöllisistä kasautumista ja filamenteista. Pilvet ovat ensisijaisia tähtien syntyalueita. Lähes jokaisessa auringon lähiympäristön molekulaarisessa pilvessä tihentymät ovat alkaneet luhistua gravitaation vaikutuksesta ja tähtien syntyprosessi on käynnistynyt tuottaen tiiviitä nuorten tähtien rypäitä. Kaikki tihentymät eivät kuitenkaan saavuta pistettä, jossa ne romahtavat gravitaation vaikutuksesta, sillä niiden ulko-osat estävät energian riittävän tehokkaan poistumisen säteilynä, ja lämpötila pysyy korkeana, jolloin paine estää romahtamisen. Tämä magnetohydrodynamiikan yhtälöitä soveltamalla saatu tulos voi selittää havainnot molekulaarisista pilvistä, joissa ei tavallisesta poiketen esiinny merkkejä vastasyntyneistä tähdistä.
On mahdollista, että olosuhteiden ollessa sopivia ainoa stabiili lopputila tähtienvälisellä pilvellä on joukko tähtiä, mutta molekulaaristen pilvien kehitys ei johda fragmentoitumiseen ja romahtamiseen kaikilla fysikaalisten olosuhteiden alkuarvoilla. Molekulaarisia pilviä voidaan kartoittaa tutkimalla molekyylien tuottamia spektriviivoja radiosäteilyn alueella tai tutkimalla pölyhiukkasten kontinuumisäteilyä tai tähtien säteilyyn aiheuttamia absorptioviivoja. Erityisesti alimillimetrialueen havainnoista saadaan tietoa pilvien rakenteesta, sen hiukkasten nopeusjakaumasta ja siinä esiintyvistä turbulensseista.