Die Zusammensetzung der Elemente von Sternen hängt im Wesentlichen von ihrem Alter und ihrer Masse ab.
In der Regel bilden sich Sterne aus einer Gaswolke, die fast vollständig aus Wasserstoff besteht. Die meisten Sterne sind dabei vor ca. 10 Milliarden Jahren, in der Frühphase des Universums, entstanden. Dabei haben sich aufgrund der Schwerkraft große Ansammlungen aus Wasserstoff immer weiter verdichtet bis schließlich im Zentrum die Kernfusion einsetzte. Durch diese Kernfusion werden riesige Mengen an Energie umgewandelt, die insbesondere in Form von Licht und Wärme abgegeben wird, sodass der Stern anfängt zu leuchten. Sobald der Prozess der Kernfusion einsetzt, kann man sagen, dass ein neuer Stern geboren wurde.
Durch die Kernfusion wird
Wasserstoff in Helium umgewandelt, weshalb sich auch die Zusammensetzung des Sterns, je älter er wird, verändert. So bestehen junge Sterne noch fast vollständig aus Wasserstoff, mit der Zeit wird der Anteil an Helium jedoch immer höher.
Der Ablauf der Kernfusion selbst ist wiederum von der
Masse des Sterns abhängig und verläuft umso schneller je massenreicher ein Stern ist.
So fusionieren Sterne mit einer geringen Sonnenmasse (0,3 - 2,3) den Wasserstoff relativ langsam zu Helium. Wenn der meiste Wasserstoff in Helium umgewandelt wurde, werden sie zum
roten Riesen, stoßen einen großen Teil ihrer Materie ab und fallen zu einem
weißen Zwerg zusammen. Somit ist die Kernfusion beendet und der Stern hört auf zu leuchten.
Sterne mit einer etwas höheren Sonnenmasse (2,3 - 8) fusionieren den Wasserstoff schon um einiges schneller zu Helium. Hinzu kommt, dass sie zum Ende ihres Lebens auch anfangen das Helium selbst zu fusionieren, weshalb sie später auch aus schwereren Elementen bis hin zum Eisen bestehen. Auch diese Sterne fallen durch die Abgabe von Materie in sich zusammen und bilden dann weiße Zwerge.
Fusionsprozesse bei
massenreichen Sternen (ab 8 Sonnenmassen) verlaufen parallel im Sterninneren, wobei nahezu aller Wasserstoff stufenweise zu
Eisen fusioniert wird. Dabei wird eine enorme Energie erzeugt. Aus solch einem Stern kann am Ende eine Supernova entstehen. Dabei explodiert der Stern und gibt einen großen Teil seiner Materie an seine Umgebung ab. Bei einer Supernova entstehen auch größere Mengen an schwereren Elementen als Eisen.
Wenn ein Stern aber aus den Resten eines alten Sterns entsteht, dann kann er auch schon von Beginn an mehr schwere Elemente enthalten.