Nasza galaktyka, Droga Mleczna, jest domem dla ponad 400 miliardów gwiazd o różnej jasności. Większość z tych gwiazd jest opisana jako ciąg główny, co oznacza, że ich jądra łączą wodór, tworząc hel. Słońce jest gwiazdą ciągu głównego, a jego skład chemiczny składa się głównie z wodoru i helu oraz śladowych ilości innych pierwiastków.
Wodór
Wodór jest pierwiastkiem najobficiej występującym we wszechświecie i stanowi trzy czwarte całej materii. Gwiazdy powstają, gdy ogromne ilości gazu i pyłu zapadają się pod wpływem własnej siły grawitacji. Większość tego gazu to wodór, który jest podstawowym paliwem wykorzystywanym przez gwiazdy do wytwarzania energii. Podczas fuzji wodoru protony (jądrowe cząstki subatomowe) są łączone w celu wytworzenia helu. W tej reakcji powstają również inne produkty uboczne, takie jak elektrony, pozytony (antyelektron), promienie gamma i neutrina. Neutrina to cząstki przypominające duchy, które nie oddziałują silnie z materią, więc zwykle uciekają ze Słońca. Zderzenie pozostałych cząstek z otaczającymi atomami prowadzi do nagrzewania się Słońca.
Hel
Hel jest drugim najliczniejszym pierwiastkiem we wszechświecie i głównym składnikiem gwiazd ciągu głównego, takich jak Słońce. Hel gromadzi się w jądrze gwiazd w wyniku fuzji jądrowej wodoru. Hel stanowi około 27 procent masy Słońca.
Węgiel
Kiedy poziom wodoru w jądrze gwiazdy spada, standardowa reakcja fuzji nie może już zachodzić. Prowadzi to do zmniejszenia ilości energii promieniującej na zewnątrz, a jądro gwiazdy zapada się, zwiększając temperaturę i ciśnienie. Gdy temperatura osiągnie 200 milionów Kelvinów, fuzja helu staje się możliwa. Trzy jądra helu łączą się, tworząc jeden atom węgla.
Tlen i inne pierwiastki śladowe
Do tworzenia atomów tlenu można wykorzystać fuzję czterech jąder helu. Dzieje się tak w gwiazdach, które zużyły zapasy wodoru w jądrze. Dalsze procesy fuzji mogą spowodować powstanie cięższych pierwiastków, takich jak krzem, magnez i sód. Jednak liczebność tych pierwiastków w większości gwiazd jest bardzo niska i stanowi mniej niż 1 procent masy. Fuzja w gwiazdach może jedynie odpowiadać za powstawanie pierwiastków o masie żelaza. Poza tym proces syntezy jądrowej wykorzystuje energię, a nie ją wytwarza. Uważa się, że pozostałe ciężkie pierwiastki poza żelazem powstały podczas kolapsu ciężkich gwiazd – procesu znanego jako supernowa.