Zware elementen, zwaarder dan ijzer (Fe), worden gevormd via een proces dat nucleosynthese wordt genoemd . Dit proces vindt plaats in de intense omgevingen van sterren, met name tijdens:

1. Stellaire nucleosynthese:

* Fusie in enorme sterren: Sterren die veel groter zijn dan onze zon, smelten lichtere elementen samen tot zwaardere elementen door middel van een reeks kernreacties. Dit proces gaat door totdat ijzer (Fe) wordt gevormd. IJzer is uiterst stabiel en voor verdere fusie is energie nodig in plaats van deze vrij te geven.

* Supernova-explosies: Wanneer een massieve ster zijn nucleaire brandstof opraakt, stort zijn kern in, wat leidt tot een gewelddadige supernova-explosie. De enorme hitte en druk die bij de explosie worden gegenereerd, leveren voldoende energie voor de fusie van zelfs zwaardere elementen dan ijzer.

* Neutronenvangst: Tijdens de explosie vangen sommige ijzerkernen neutronen op, waardoor ze onstabiel worden en vervallen tot zwaardere elementen. Dit staat bekend als het r-proces (snelle neutronenvangst) .

* Protonenvangst: De supernova biedt ook de voorwaarden voor p-proces (protonvangst) , waar sommige onstabiele isotopen protonen vangen om zwaardere elementen te creëren.

2. Fusies van neutronensterren:

* botsing met neutronensterren: Wanneer twee neutronensterren, ongelooflijk dichte overblijfselen van ingestorte sterren, botsen, komt er een enorme uitbarsting van energie vrij. Deze energie maakt de fusie van nog zwaardere elementen mogelijk, inclusief die zwaarder dan uranium.

* r-proces: De intense omstandigheden tijdens de fusie leiden ook tot een snelle neutronenvangst (r-proces), waardoor een aanzienlijk deel van de zwaarste elementen in het universum ontstaat.

Samengevat:

- Sterren, vooral massieve sterren, produceren elementen die ijzer kunnen bevatten door fusie.

- Supernova-explosies dragen bij aan de vorming van zware elementen door de invanging van neutronen (r-proces) en de invanging van protonen (p-proces).

- Het samensmelten van neutronensterren is verantwoordelijk voor het ontstaan van de zwaarste elementen, afgezien van ijzer.

Deze processen zijn in de kosmos gaande en dragen voortdurend bij aan de overvloed aan zware elementen in het universum. De zware elementen die bij deze kosmische gebeurtenissen ontstaan, vinden uiteindelijk hun weg naar de stof- en gaswolken waaruit nieuwe sterren en planeten ontstaan, inclusief de onze.