Spesso pensiamo allo spazio come "vuoto", ma in realtà è pieno di materiale. Cosa c'è qui? Gli astronomi rilevano regolarmente gas e polvere là fuori che fluttuano tra le stelle, e ci sono Raggi cosmici sfrecciano per strada dalle loro fonti (spesso nelle esplosioni di supernova). Vicino alle stelle, il mezzo interstellare è influenzato dal campo magnetico e dai venti stellari e, naturalmente, dalla morte delle stelle.
Le parti più vuote del mezzo interstellare (o ISM) sono fresche e tenue. In alcune regioni, gli elementi esistono solo in forma molecolare e non quante molecole per centimetro quadrato si trovano in regioni più spesse. L'aria che respiri contiene più molecole rispetto a queste regioni.
Gli elementi più abbondanti nell'ISM sono l'idrogeno e l'elio. Costituiscono circa il 98 percento della massa dell'ISM; il resto del "materiale" trovato lì è costituito da elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Ciò include tutti i materiali come calcio, ossigeno, azoto, carbonio e gli altri "metalli" (ciò che gli astronomi chiamano elementi dietro l'idrogeno e l'elio).
L'idrogeno e l'elio e alcune piccole quantità di litio sono state create in il Big Bang, l'evento formativo dell'universo e la materia delle stelle (a cominciare dai primissimi). Il resto degli elementi erano cucinato dentro le stelle o creato in supernova esplosioni. Tutto quel materiale si diffonde nello spazio, formando nuvole di gas e polvere chiamate nebulose. Quelle nuvole sono variamente riscaldate dalle stelle vicine, spazzate dalle onde d'urto dalle vicine esplosioni stellari e strappate o distrutte dalle stelle appena nate. Sono attraversati da deboli campi magnetici e, in alcuni punti, l'ISM può essere piuttosto turbolento.
Le stelle nascono tra le nuvole di gas e polvere e "divorano" il materiale dei loro nidi di nascita. Quindi vivono le loro vite e quando muoiono, inviano i materiali che "hanno cucinato" nello spazio per arricchire ulteriormente l'ISM. Quindi, le stelle contribuiscono in modo determinante alle "cose" dell'ISM.
Nel nostro sistema solare, i pianeti orbitano in quello che viene chiamato il "mezzo interplanetario", che è esso stesso definito dalla misura di il vento solare (il flusso di particelle energetiche e magnetizzate che fuoriescono dal Sole).
Il "bordo" in cui il vento solare si protende viene chiamato "eliopausa" e oltre a ciò inizia l'ISM. Pensa al nostro Sole e ai pianeti che vivono all'interno di una "bolla" di spazio protetto tra le stelle.
Gli astronomi sospettavano che l'ISM esistesse molto prima che riuscissero effettivamente a studiarlo con strumenti moderni. Il serio studio dell'ISM iniziò nei primi anni del 1900 e quando gli astronomi perfezionarono i loro telescopi e strumenti, furono in grado di imparare di più sugli elementi che esistono lì. Gli studi moderni consentono loro di utilizzare stelle distanti come un modo per sondare l'ISM studiando la luce delle stelle mentre attraversa le nuvole interstellari di gas e polvere. Questo non è troppo diverso da usando la luce di quasar distanti per sondare la struttura di altre galassie. In questo modo, hanno capito che il nostro sistema solare sta viaggiando attraverso una regione dello spazio chiamata "nuvola interstellare locale" che si estende su circa 30 anni luce di spazio. Mentre studiano questa nuvola usando la luce delle stelle esterne alla nuvola, gli astronomi stanno imparando di più sulle strutture dell'ISM sia nel nostro vicinato che oltre.