宇宙は水素とヘリウム、そして微量のリチウムから始まった。それ以外の元素はすべて恒星の中で生成された。恒星核合成とは、恒星が核融合によってより重い元素を作り出す過程のことである。炭素、酸素、鉄、そして金が存在するのは、まさにこの過程によるものだ。

この過程は段階的に進行する。主系列星は水素をヘリウムに核融合させる。中心部の水素が枯渇すると、星は収縮して温度が上昇し、ヘリウムの核融合が始まって炭素と酸素が生成される。大質量星は、中心部の周囲の殻でより重い元素の核融合を続ける。各段階は前の段階よりも短くなる。鉄が核融合の最終段階となる。鉄の核融合はエネルギーを放出するのではなく消費するため、中心部は崩壊する。

崩壊によって超新星爆発が引き起こされ、その爆発によって中性子の急速な捕獲反応が起こり、鉄よりも重い元素が生成されます。これらの元素は宇宙空間に散乱し、星間ガスと混ざり合い、新たな恒星や惑星の一部となります。結婚指輪の金は、超新星爆発か中性子星の合体で生成されたものです。あなたの血液中の鉄分は、死にゆく恒星で生成されたものです。

恒星核合成は、星のライフサイクルと宇宙の構成を結びつける重要な役割を担っている。もし恒星核合成がなければ、宇宙は水素とヘリウムだけで構成され、それ以外の物質は存在しないだろう。