Comstock Images/Stockbyte/Getty Images

De Melkweg herbergt ruim 400 miljard sterren, waarvan de overgrote meerderheid hoofdreekssterren zijn. In deze fase smelt de kern van een ster waterstof tot helium, waardoor de energie wordt geproduceerd die de gloed ervan aandrijft. De zon, onze eigen hoofdreeksster, illustreert deze chemie:het grootste deel bestaat uit waterstof en helium, met slechts sporen van zwaardere elementen.

Waterstof

Waterstof is het meest voorkomende element in het universum en is verantwoordelijk voor grofweg driekwart van alle baryonische materie. Wanneer enorme wolken van gas en stof onder invloed van de zwaartekracht instorten, voedt de waterstof daarin de geboorte van sterren. Tijdens fusie combineren protonen zich tot heliumkernen, terwijl ook elektronen, positronen, gammastraling en neutrino's vrijkomen. Neutrino's, die nauwelijks interactie hebben met materie, stromen uit de zon, terwijl de andere bijproducten bijdragen aan de interne verwarming van de ster.

Helium

Helium is het op één na meest voorkomende element en het belangrijkste product van waterstoffusie. In hoofdreekssterren zoals de zon hoopt helium zich op in de kern, wat ongeveer 27% van de massa van de zon uitmaakt.

Koolstof

Zodra de kernwaterstof is opgebruikt, stopt de fusieketen en krimpt de kern. Stijgende temperaturen (≈200 miljoen K) ontsteken heliumfusie, waarbij drie heliumkernen samenkomen om één enkel koolstofatoom te vormen. Dit markeert het begin van het triple-alpha-proces.

Zuurstof en andere sporenelementen

Verdere heliumfusie kan zuurstof creëren door vier heliumkernen te combineren. In massievere sterren vormen opeenvolgende fusiefasen zwaardere kernen – silicium, magnesium, natrium – hoewel deze zwaardere elementen minder dan 1% van de massa van een ster vertegenwoordigen. Fusie kan slechts elementen tot ijzer produceren; daarnaast moeten sterren catastrofale gebeurtenissen zoals supernova's ondergaan om de zwaarste elementen te synthetiseren.

De chemische vingerafdruk van de meeste sterren wordt dus gedomineerd door waterstof en helium, waarbij steeds zeldzamere zware elementen worden gevormd in geavanceerde fusiestadia.