△ 太阳的可见光光谱，我们能从中了解的不仅是其温度和电离，还有元素的丰度。（图片来源：Nigel Sharp/NOAO) 元素周期表中有100多种元素，其中有91种是在地球上被自然发现的。 在下图中我们可以看到每一种元素都有着不同的起源方式，比如氢和氦起源于宇宙大爆炸。 △ 每种元素的主要来源。橙色（比如氢和氦）代表元素起源于宇宙大爆炸，绿色的三个元素则源自于宇宙射线，粉色的元素主要来自小恒星或大恒星（“小恒星”是指质量不足以大到成为超巨星并成为超新星的恒星），黄色元素起源于大恒星，红色元素来自大恒星或超新星，浅蓝元素主要在超新星爆发中被创造，白色为人造元素。（图片来源：Mark R. Leach/FigShare） 但是，在宇宙大爆炸的那一刻，所有的这些元素都不存在。早期的宇宙充满了物质和辐射，并处于极度炙热和致密的状态，导致了当时已经存在的夸克和胶子无法形成质子和中子，而是处于夸克-胶子等离子体的状态之中。（关于夸克-胶子等离子体的最新研究可阅读：《这锅原始炽热的粒子汤》） △ 夸克胶子等离子体（图片来源：RHIC，Brookhaven） 大爆炸一秒过后，宇宙的温度慢慢冷却，夸克和胶子开始形成稳定的质子和中子。 △ 物质和反物质在宇宙初期湮灭消失，剩下的夸克和胶子冷却后可以形成温度的质子和中子。（图片来源：Ethan Siegel） 三分钟后，这些核子融合成氦和少量的锂，但没有更进一步的元素产生。根据太初核合成（BBN），科学家得以预测氦-4、氘、氦-3和锂-7的丰度。下图红色圆圈标注的是WMAP卫星对微波背景辐射的观测得出的结果。观测与理论符合的相当完美，这是宇宙大爆炸模型的一个重大胜利。 △ 纵轴为氦-4, 氘, 氦-3和锂-7相对于氢的预测丰度，横轴为相对于质子的物质密度。（图片来源：NASA） 经历了数千万年后，宇宙中终于形成了第一批恒星，制造出更多的氦气。 △ 艺术想象图：最早的几万亿颗恒星的形成、存在和死亡的宇宙初期环境，锂不再是第三大元素。（图片来源：NASA/ESA/ESO） 质量足够大的恒星会演变成巨星，在核心的氦经由3氦过程（即3个氦原子核转换成碳原子核的过程）聚变为碳，同时也产生氮，氧，氖和镁。 △ 一些知名恒星的赫罗图（又称颜色-星等图）。最亮的红超巨星参宿四(Betelgeuse)显示在右上方。（图片来源：ESO） 质量最大的恒星会变成超巨星，会在核心聚变形成更重的元素，如碳，氧，硅和硫等。 △元素在超大质量恒星中聚变呈洋葱层状，可在短时间内形成碳、氧、硅、硫、和铁等。（图片来源：Nicolle Rager Fuller) 巨星和超巨星会创造出更多的自由中子，这就允许建立更重的原子核，直到元素铅/铋。 △ 在恒星核心的高能阶段制造的自由中子允许元素通过中子吸收和放射性衰变一次建立元素周期表。超新星和进入行星状星云阶段的巨星都被证明可以通过s过程（或称为慢中子捕获过程）来实现。（图片来源：Chuck Magee） 大多数的超巨星都会形成超新星，其中快中子（能量为1 - 20MeV的中子）被吸收，就会形成铀及以上的元素。 △ △ 超新星遗迹（左）和行星状星云（右）都是恒星回收他们被烧毁的重元素回到星际介质和下一代恒星和行星的方式。（图片来源：ESO） |
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