這個問題存在一個小小的誤解，那就是太陽能夠合成鐵元素。實際上我們的太陽由於其質量相對於其他大質量恆星來說並不大，因此除去太陽早期的氘氚核聚變外太陽其實只能進行兩種核聚變：一種是氫元素髮生熱核反應聚變成氦元素，另一種是氦元素聚變為碳元素。在這之後，太陽中心的溫度和壓力就不足以引發進一步的核聚變了。在這個過程中，外層氣體會逐漸擴散，最後形成一個恆星遺蹟，中間將留下一個以碳元素為主的白矮星。因此，以太陽的質量是不足以合成鐵元素的。能夠合成鐵元素的是一些比太陽質量還要大的恆星。

但是不管多大的恆星，在熱核反應進行到鐵元素的時候都會終止。這主要是因為鐵元素如果繼續聚變，那就不是一個釋放能量的過程，而是一個吸能過程了。因此，大質量的恆星壽命都會在聚變到鐵元素的時候停止。比鐵重的元素都是在大質量恆星壽命終結的時候發生的巨大爆發中形成的，這種爆發被稱為超新星爆發。

超新星爆發的原理實際上很簡單。正常恆星由於中心聚變釋放的能量與恆星引力平衡而得以保持穩定狀態。但大質量恆星晚期，恆星已經形成了一個類似洋蔥狀的結構，其中心可以參與核聚變的區域物質已經全部聚變為鐵元素，內部已經不再產生能量，因此中心向外的輻射壓力與引力會突然失衡。巨大的引力會引發災難性的場景：由於引力佔據了絕對主導，中心物質不斷收縮，連核外電子都被壓到了質子中形成了中子，最後形成了一顆中子星，甚至是黑洞。外層較輕的物質也在引力的作用下向中心彙集。巨大的重力勢能和強大的引力產生了極高的溫度和壓力，外層物質在極短的時間內又被成功點燃，最後發生了巨大的爆炸。爆炸的威力近似一顆恆星質量級別的核彈，單顆恆星的超新星爆發在短時間內亮度可以超過整個星系！

正是在這樣的一個極短的過程中，各種元素吸收了這些巨大的能量開始繼續進行核聚變，最終形成了那些比鐵還重的元素，甚至放射性元素。

除此之外，放射性元素的衰變過程也會形成一些比鐵元素還重的元素，這一點也需要考慮到。

天文學家告訴我們，如果沒有大爆炸，就不會有星系、恆星或者行星，更別提重元素了。我們周圍的一切都有其獨特的歷史，無論是岩石、小狗，還是鋼筆。如果想要知道構成這些物質的元素從何而來，我們必須首先了解恆星的演化，其中一些重元素還來自恆星的殘骸。

恆星為生物的生存提供能量，比如地球生命完全依賴於太陽的能量。太陽由71%的氫、27%的氦和2%的重元素構成，它的核心區每時每刻都有巨大數量的氫原子核（質子）聚變成氦原子核，同時釋放巨大的核能。然而，恆星不會永存。雖然我們難以觀察到任何一顆恆星的緩慢演化，但在銀河系裡卻可觀察到不同演化階段的恆星。

當一團足夠大的氣體聚集在有限體積的空間中時，引力就主宰了它們。星際氣體雲由於引力發生坍縮，將粒子緊密地聚焦到一起。粒子總質量大到一定數值時，其內部產生核聚變使氣體溫度升高，壓力增大。一顆恆星就誕生了。

這意味著恆星可以有各種大小，這取決於氣體雲的質量。質量越大，核心密度越大，核聚變反應越激烈。

恆星中，小質量矮星的壽命要比大質量的巨星長久。小質量矮星儘管氫元素較少，但核聚變反應的速度很緩慢，因此可以持續幾百億年。大質量的恆星壽命僅為100萬年左右。

太陽屬於中小質量，預期壽命約100億年。太陽核心的氫被不斷消耗產生更多的氦，氦不斷變重變密。大約50億年後，氦的密度會大到引發另一輪核聚變反應，氦聚變為更重的元素，先是碳，然後是氧，產生更多的能量，太陽將膨脹成一顆臃腫的紅巨星。太陽外層氣體被吹走變成行星狀星雲。由於缺少能量對抗引力，太陽核心開始坍縮成一個奇特的天體——白矮星。

中小質量的恆星（太陽）不足以演化為超新星，其核聚變只能合成較輕的碳、氧元素。如果想要得到較重或最重的元素，需要一顆質量至少是太陽9倍以上的大質量恆星。由於引力，大質量恆星外殼對核心的擠壓更加劇烈。碳氧核的密度和溫度比太陽大得多，足以引發新一輪的碳核聚變反應。

之後碳又聚變成氖、鎂、鈉，以及更多的氧。一旦碳元素耗盡，恆星的核心再次開始坍縮，其密度和溫度驟然升至更高，足以將氖轉化成鎂，氧被轉化成矽以及少量的硫和磷。然後，矽再聚變成多種元素，包括氬、鈣、鈦、鉻，以及鐵和鎳。如果把恆星剖開（上圖），它看起來就像一個洋蔥。其核心是鐵和鎳，但不是固態而是氣體，具極高密度和溫度。鐵鎳核心外是矽和硫的殼層，往外是鎂、氖和氧的殼層，再往外依次是氧、碳、氦和氫的殼層。此刻，這顆恆星“洋蔥”被核能充滿，但已經走到了終點。

隨著矽被耗盡，鐵鎳核不能進一步聚變成更重的元素。恆星聚變停止，引力使得恆星核心突然坍縮，幾倍太陽質量的超熱氣體被壓縮到一個直徑不足25km的球體中。這個球體就是耗盡了核燃料的恆星核心坍縮後的產物——中子星，其密度大到難以想象的每立方毫米10萬噸。

而恆星的外殼（恆星大部分質量集中於外殼）將會在宇宙中發生最炫麗的天文事件，連續幾周以爆炸的形式將合成的所有元素拋入太空，即超新星爆發。前面提到的如岩石、小狗、鋼筆等物體（物質）都包含大量重元素，如碳、氧、氮、鈉、鈣、磷、鎂、鋁和鐵。所有這些元素在宇宙誕生至今的138億年裡，在恆星內被“生產”出來。它們僅佔宇宙原子總質量的1%，但影響巨大。

物理學家認為，被吹到真空中，在行星狀星雲裡，以及透過超新星爆發，元素以這些方式進入星際空間。一些重要元素，比如元素銅、鋅、銀、黃金，甚至放射性元素鈾等，在超新星爆發後或者在中子星的劇烈碰撞中被大量創造出來。

宇宙中新一代的恆星常常有行星圍繞，如果超新星爆發丟擲的或中子星碰撞出的含有豐富重元素的產物（如遺骸的碎片隕石等）碰巧大量散落到某行星上，那麼該行星上就有較多的重元素，放射性元素亦然。有一些行星足夠溫暖而且可以儲存液態水，至少在地球上碳基分子組成了第一代生命體，也創造了人類。