De ionisatie van het neutrale gas in een interstellaire moleculaire wolk speelt een sleutelrol in de evolutie van de wolk, helpen bij het reguleren van de verwarmings- en koelprocessen, de chemie en de vorming van moleculen, en het gas koppelen aan magnetische velden. Gewoonlijk zorgt sterrenlicht voor deze ultraviolette straling, maar het is meestal beperkt tot gelokaliseerde gebieden in de buurt van massieve sterren. Voor het grootste deel van het neutrale gas in de Melkweg geldt ionisatie wordt bepaald door kosmische straling met lage energie (CR's), snel bewegende protonen of atoomkernen. Directe waarnemingen vanaf de aarde kunnen alleen CR's met hoge energie onderzoeken, omdat de zonnewind de penetratie van CR in het zonnestelsel beperkt. maar in de afgelopen decennia de totale CR-ionisatiesnelheid is indirect geschat met observaties van diagnostische moleculen en ionen. Die waarden, echter, vertrouwen op een aantal onzekere schattingen zoals de abundanties van secundaire soorten, gasdichtheden, de snelheden van chemische reacties en niet in de laatste plaats, de hoeveelheid van de dominante moleculaire soort, moleculaire waterstof.

De massa van moleculaire wolken wordt gedomineerd door moleculaire waterstof. Het gas in deze wolken is erg koud, misschien slechts enkele tientallen graden boven het absolute nulpunt, en waterstofmoleculen zijn in hun minst aangeslagen toestand. Schokken die door het gas gaan, kunnen de moleculen tijdelijk verwarmen; de straling die ze vervolgens uitzenden als ze afkoelen, is al tientallen jaren zichtbaar. Ultraviolet licht kan het gas ook prikkelen om uit te stralen. Maar schokken zijn zeldzaam en ultraviolette straling kan niet doordringen tot in de diepten van deze koude wolken. Kosmische straling kan de wolken binnendringen, en daarom wordt verwacht dat ze de ionisatie en excitatie van de moleculaire waterstof domineren.

CfA-astronoom Shmuel Bialy heeft de emissielijnen van moleculaire waterstof gemodelleerd in koude wolken die worden opgewekt door kosmische straling. Hij ontdekt dat de helderste emissie afkomstig is van lijnen met nabij-infrarode golflengten die voortkomen uit trillingen en rotatie van de moleculen. Met behulp van de verhoudingen van lijnsterkten, hij kan bepalen of de molules zijn geëxciteerd door kosmische straling, en bepalen hun kracht. Observatie van deze lijnen in wolken over de melkweg zou kunnen bepalen hoe effectief de kosmische stralen de wolken binnendringen en de wolkenvormingsprocessen beperken, en hoeveel de kosmische stralingsflux varieert tussen locaties in de melkweg.