比锂更重的原子核是在哪里合成出来的？
霍伊尔及其合作者在1957年发表了与伽莫夫等人不同的另一种元素合成理论。他们认为，一切元素都是在恒星内部和在恒星发生爆发（超新星爆发）时产生出来的。
霍伊尔等人在建立他们的理论时也遇到了在质量数很小的阶段原子核就不可能继续通过核聚变而进一步聚合的难题。不过，霍伊尔等人终于找到了出路。那就是，3个质量数为4的氦原子核几乎同时碰撞，能够一次合成出质量数为12（4＋4＋4）的碳原子核。这样一种核反应叫做“三α反应”。
两个氦原子核发生碰撞只能够生成质量数为8的原子核，这种原子核能够存在的时间极其短暂（1秒的1亿分之1的1亿分之1数量级）。不过，在这极其短暂的时间里如果又有一个氦原子核加入进来，则有可能形成碳原子核。发生这种三α反应的机会极其稀少，在只有约20分钟的时间能够维持核聚变的大爆炸期间是不大可能发生这种反应的。但是，一颗恒星具有100万〜100亿年以上的寿命，在恒星的中心部分则有可能发生足够数量的这种生成碳原子核的反应。有了碳原子核，此后便不难继续进行核聚变反应而合成出那些更重的原子核。
在恒星内部和恒星爆发时制造出重元素
在恒星的中心部分有超过1000万摄氏度的高温，在那里进行的核聚变反应能够将一种元素（轻原子核）转化为其他元素（重原子核）。上图表现了“三α反应”的一个例子。在恒星晚年，当中心部分的温度达到2亿摄氏度时就会发生这种反应。在一部分恒星生命终结发生大爆发（超新星爆发）时，也会合成出各种重元素。
然而霍伊尔等人的这种理论也有漏洞。恒星内部进行的那种缓慢的核聚变反应不足以说明宇宙中大量存在的氦的丰度。
现在普遍接受的观点是，氦这类轻元素（质量数不超过7）主要是在火球宇宙（大爆炸）中制造出来的，而更重的元素则是在恒星内部和在超新星爆发时制造出来的。伽莫夫和霍伊尔各自都有其正确的部分。
生命所必需的碳和氧是在晚年恒星内部制造出来的
一颗恒星如何度过其一生取决于它的质量。先来看小质量和中等质量的恒星。
不论什么恒星，其内部最初发生的都是氢的核聚变反应。氢原子核经过多次聚合，最后形成氦原子核。
质量只有太阳质量1/10到一半的恒星只能燃烧氢而终其一生。需要注意的是，这里和后面使用的“燃烧”一词指的不是化学反应，而是核聚变反应。
质量为太阳质量一半到8倍的恒星，其中心部分的氢燃烧耗尽以后，中心部分会发生收缩，变为温度和密度更高的状态。这里说的是中心部分的氢耗尽，并不是整个恒星的氢都已经全部消失。当中心部分的温度升高到约2亿摄氏度时，氦开始燃烧，通过上页介绍的三α反应进一步合成碳。
任何一颗恒星，其一生的大部分时间都是以氢为燃料，燃烧氦，表明它已经进入到“晚年”。对于生命必不可少的碳就是在老年恒星的内部合成出来的。许多恒星都有合成碳的老年期，所以宇宙中的碳元素是比较多的。
在这同一时期，碳原子核（质量数12）再与一个氦原子核（质量数4）聚合，还能够合成出氧原子核（质量数16）。
恒星“平静地死去”，将碳等元素散布到宇宙空间
那些小质量的和中等质量（质量小于太阳质量的8倍）的恒星，到最后全都会“平静地死去”。
到了晚年，恒星会膨胀，变成一颗“红巨星”（或“红超巨星”），半径达到原来的数百到1000倍以上。太阳在约50亿年后也会膨胀，其半径增大到地球的轨道，很有可能会吞没掉地球。
红巨星这样巨大的一团稀薄气体难以维持一团而不散，其外层气体会逐渐逃逸到宇宙空间。恒星的气体全部散逸到周围，会在原来恒星的位置遗留下一大片呈现出各种不同颜色的“行星状星云”。
质量不超过中等程度的恒星在死亡时向宇宙空间散发气体
图解显示的是小质量的和中等质量（质量小于太阳质量的8倍）的恒星进入到晚年的情形。这时，恒星膨胀，变成一颗红巨星，其外层气体逐渐逃逸到宇宙空间。于是，在宇宙空间就散布着氢、氦、碳、氧和氮（N）等元素。据认为，宇宙中的碳和氮有一半左右就是来自这种恒星的平静死亡。氮是在恒星内部先期燃烧氢的时候合成出来的。
正是由于有大量的恒星死去，在广袤的宇宙空间才会不仅弥漫着构成恒星的主要成分氢，还散布着在恒星内部新合成出来的氦、碳和氧等元素。这些元素就成为后来构成我们生命的“原材料”的一部分。
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