Una nube molecular es una región extensa en el interior de una galaxia en la que la densidad de materia es suficientemente alta, y la temperatura suficientemente baja, para que exista dihidrógeno (H2). Por su carencia de dipolo eléctrico, el H2 frío no es observable directamente, pero otras moléculas que existen en las nubes moleculares sí lo son. La más abundante después del H2 es el monóxido de carbono (CO), que es fácilmente observable en ondas milimétricas. Cientos de otras moléculas han sido observadas en nubes moleculares. Las nubes moleculares son especialmente importantes en formación estelar. El nacimiento de las estrellas ocurre cuando regiones de una nube molecular sufren una inestabilidad gravitacional que les lleva a contraerse. Generalmente las nubes moleculares son tan extensas y masivas que se fragmentan hasta formar un elevado número de protoestrellas. Actualmente son las estructuras galácticas conocidas de mayor tamaño, con masas de hasta 1 millón de veces la del Sol.

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A molecular cloud, sometimes called a stellar nursery (if star formation is occurring within), is a type of interstellar cloud, the density and size of which permit the formation of molecules, most commonly molecular hydrogen (H2). This is in contrast to other areas of the interstellar medium that contain predominantly ionized gas. Molecular hydrogen is difficult to detect by infrared and radio observations, so the molecule most often used to determine the presence of H2 is carbon monoxide (CO). The ratio between CO luminosity and H2 mass is thought to be constant, although there are reasons to doubt this assumption in observations of some other galaxies. Within molecular clouds are regions with higher density, where lots of dust and gas cores reside, called clumps. These clumps are the beginning of star formation, if gravity can overcome the high density and force the dust and gas to collapse.

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