Joniseringen av den neutrala gasen i ett interstellärt molekylärt moln spelar en nyckelroll i molnets utveckling, hjälper till att reglera uppvärmnings- och kylprocesserna, kemi och molekylbildning, och koppling av gasen till magnetfält. Vanligtvis ger stjärnljus denna ultravioletta strålning, men det är mestadels begränsat till lokaliserade regioner nära massiva stjärnor. För huvuddelen av den neutrala gasen i Vintergatan, jonisering styrs av lågenergi kosmisk strålning (CRs), snabbt rörliga protoner eller atomkärnor. Direkta observationer från jorden kan bara undersöka högenergi-CR eftersom solvinden begränsar penetrationen av CR i solsystemet, men under de senaste decennierna, den totala CR-joniseringshastigheten har uppskattats indirekt med observationer av diagnostiska molekyler och joner. De värderingarna, dock, lita på några osäkra uppskattningar som förekomsten av sekundära arter, gasdensiteter, hastigheten för kemiska reaktioner och inte minst, mängden av den dominerande molekylära arten, molekylärt väte.

Massan av molekylära moln domineras av molekylärt väte. Gasen i dessa moln är väldigt kall, kanske bara några tiotals grader över den absoluta nollpunkten, och vätemolekyler är i sitt minst exciterade tillstånd. Stötar som passerar genom gasen kan tillfälligt värma molekylerna; strålningen de sedan avger när de svalnar har setts i årtionden. Ultraviolett ljus kan också excitera gasen att stråla ut. Men stötar är sällsynta och ultraviolett strålning kan inte tränga in i djupet av dessa kalla moln. Kosmiska strålar kan penetrera molnen, och förväntas därför dominera joniseringen och exciteringen av det molekylära vätet.

CfA-astronomen Shmuel Bialy har modellerat emissionslinjerna från molekylärt väte i kalla moln exciterade av kosmiska strålar. Han finner att den ljusaste emissionen kommer från linjer med nära-infraröda våglängder som uppstår från vibrationer och rotation av molekylerna. Med hjälp av förhållandet mellan linjestyrkor, han kan avgöra om molekylerna har exciterats av kosmiska strålar, och bestämma deras styrka. Observation av dessa linjer i moln över galaxen kan avgöra hur effektivt de kosmiska strålarna penetrerar molnen och begränsar molnbildningsprocesserna, och hur mycket det kosmiska strålflödet varierar mellan platser i galaxen.