Абсолютно вся материя, которая есть во Вселенной, появилась в момент рождения самой Вселенной. Если сказать проще, то с тех пор одни и те же частицы летают по космосу, составляют звезды и планеты, участвуют в реакциях, из них собираются атомы химических веществ, которые потом могут разваливаться обратно. Все привычное нам вещество состоит из деталек одного гигантского конструктора, которые бесконечно перемешиваются между собой.

Когда кто-то говорит, что мы состоим из звездного вещества, имеется в виду не само вещество, а конкретные химические элементы, которые рождаются только внутри звезд.

Чтобы получить химический элемент, достаточно собрать ядро его атома, а для этого – слепить в один «снежок» нужное число протонов и примерно такое же количество нейтронов. Например, чтобы получилось железо, требуется ровно 26 протонов и от 19 до 46 нейтронов. Точное число протонов определяет электрический заряд ядра, и от него зависят свойства элемента. Если забрать у железа один протон, получится марганец, а если добавить – кобальт. Нейтроны нужны тут скорее в качестве прослойки, их может быть чуть больше или чуть меньше, но совсем неправильное их количество сделает атом непрочным, и он развалится.

Самый простой элемент – водород. Для него нужен один-единственный протон, который даже не обязательно соединять с нейтроном. Поэтому, когда в результате появления материи по космосу начали летать отдельные протоны, это уже можно было считать водородом. Этот газ до сих пор самый распространенный элемент во Вселенной, и именно из него собирались первые звезды.

Для сборки протонно-нейтронного конструктора в любой более тяжелый элемент требуются специальные условия. Сам процесс создания ядер называется нуклео-си́нтезом (от «нуклео» – ядро и «синтез» – соединение).

В главах про горение звезд уже рассказывалось про реакцию термоядерного синтеза. Вспомним, это реакция, в которой под огромным давлением отдельные протоны и нейтроны склеиваются в гелий и другие вещества легче железа. Для более тяжелых элементов требуется процесс помощнее, чем сжатое ядро гигантского горящего шара. Например, вспышки сверхновых или другие масштабные взрывы. Чем тяжелее элемент, тем сложнее «слепить» его ядро и тем реже он встречается. А еще слишком тяжелые элементы умеют разваливаться под собственной тяжестью, это называется радиоактивным распадом.

Если химические элементы рождаются внутри звезд, как они попадают в планеты? Стоит вспомнить, что звезды не живут вечно. В конце жизни они часто разваливаются или даже взрываются, и внешние слои разлетаются вместе со всеми образовавшимися внутри продуктами синтеза по округе и перемешиваются.

Каждый атом в твоем теле или в любом предмете вокруг, кроме атомов водорода, был собран внутри какой-то древней давно умершей звезды. Например, если у твоей мамы есть золотые украшения, почти наверняка в возникновении их атомов замешаны столкновения нейтронных звезд, в создании чугунной сковородки на кухне не обошлось без взрыва белого карлика, а редкоземельные металлы внутри любого смартфона были бы невозможны без сверхновых.

Число протонов, необходимое для конкретного химического элемента, можно посмотреть в таблице Менделеева. Номер элемента и есть это число. Нейтронов может быть разное количество, но обычно их чуть больше, чем протонов.