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星際分子是由非常稀疏的星際或星周雲內的塵埃和氣體經化學反應而形成的，大部分時候於分子與宇宙射線相互作用、被電離時發生。射線中帶正電的質點會以靜電力吸引鄰近的中性粒子。反應也可以在中性的原子和分子之間發生，但進行的比較緩慢。塵埃在使分子免受恆星發出的紫外線輻射的電離效應上具有關鍵作用。目前大部分被偵測出的星際分子都是有機化合物。在所有組成原子數目達五個以上的分子中，只有甲矽烷（SiH₄）是無機化合物，其他分子都具有至少一個碳原子，而沒有N-N或O-O鍵。