С кислородом ничего особенного не происходит, его молекулы просто разлетаются в разные стороны, т.к. обладают некоторой начальной скоростью теплового движения. Поскольку в межзвездном пространстве отсутствуют химически активные вещества в концентрации, достаточной для потенциальной встречи с молекулами кислорода, то вероятнее всего никакие химические реакции молекулам кислорода в обозримом будущем не грозят.
Если рассмотреть судьбу одной конкретной молекулы, то она будет лететь в первоначальном направлении, пока не попадет в гравитационное поле какой-нибудь планеты или звезды, на поверхности которой уже вполне вероятно атомы нашей молекулы могут вступить в шальную химическую реакцию в "местными" атомами и жизнь ее продолжится уже в виде окисла.
Еще по пути к звезде молекула кислорода может столкнуться с фотоном от этой или другой звезды, что может привести сначала к распаду молдекулы на два атома кислорода, а при повторном столкновении к выбиванию электрона из атома (фотоэффект) и возбуждению атома либо к рассеянию фотона. А если фотон будет обладать очень высокой энергией, то возможно расщепление ядра, что приведет к появлению нового атома.
Что касается "накачать космос кислородом", то в условиях реального эксперимента ничего интересного не произойдет, независимо от количества выпущенного газа. Поскольку Вселенная бесконечна, то для нее все равно выпустите вы несколько молекул или несколько мегатонн кислорода. Концентрация его очень быстро устремится к нулю, т.к. в знаменателе будет стоять бесконечный объем космоса.