国际研究团队首次在寒冷、致密且几乎不透光的分子云中，直接观测并测量了宇宙射线对气体的电离影响。相关成果已发表于《自然天文学》。

恒星与行星被认为诞生于低温、高密度的气体与尘埃云内部。研究对象之一是位于蛇夫座、距离地球约500光年的暗云Barnard 68。该云内部温度约为9开尔文（−264摄氏度），密度极高，外界星光难以穿透。在这类环境中，来自太空的高能带电粒子——宇宙射线——可通过电离气体影响局部化学反应与温度条件，从而参与调节致密区域内的化学过程。

衡量宇宙射线影响的重要指标之一是“宇宙射线电离率”，即宇宙射线每秒电离分子氢的速率。该参数是分子天体化学研究中的基础量。此前，电离率多通过观测质子化分子氢等稀有分子或分子离子，再结合化学模型间接推算。杜伊斯堡-埃森大学Emmy Noether小组“迈向下一代宇宙射线天体化学”负责人Brandt Gaches博士表示，这类推算依赖密度、温度、电子丰度及反应路径等多项假设，导致结果存在较大不确定性。

研究团队提出利用詹姆斯·韦伯太空望远镜的高灵敏度，寻找宇宙射线直接激发气体时产生的极其微弱红外谱线。尽管理论上关于“直接激发谱线”的设想已存在数十年，但此前一直缺乏直接观测证据。Gaches参与的早期研究曾通过宇宙射线化学相关的天体化学模型论证，这些近红外谱线可作为宇宙射线电离的可靠示踪。

由以色列理工学院牵头的国际团队此次使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的光谱仪对准Barnard 68，明确探测到三条理论预测的谱线，并观测到由宇宙射线直接激发的分子氢（H₂）发出的微弱红外辐射。这被研究团队视为首次通过观测确认宇宙射线直接激发可产生可测量的红外谱线。研究人员进一步表示，基于这些观测数据的后续工作（已被接收发表）还实现了对宇宙射线在致密星际云中能量损失速率的直接测量。

研究团队认为，这一观测方法为在恒星形成区域开展宇宙射线物理与化学的观测研究提供了新的路径。另据介绍，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜开展的后续观测计划已获批准，相关分析将扩展至另一处邻近云团。