Στην εικόνα 9 άστρα σε κύκλο στον αρχαίο νάνο γαλαξία Reticulum II. δείχνουν να έχουν βαριά στοιχεία.
Η γρήγορη διαδικασία
Εχει διαπιστωθεί ότι τα περισσότερα βαριά στοιχεία δημιουργούνται με διαδοχικές πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης στο εσωτερικό των άστρων. Στο εσωτερικό των περισσότερων άστρων το υδρογόνο «καίγεται» δημιουργώντας πυρήνες ηλίου και απελευθερώνοντας ενέργεια. Καθώς τα καύσιμα των άστρων εξαντλούνται οι διεργασίες στο εσωτερικό τους παράγουν βαρύτερα στοιχεία. Ομως οι διεργασίες αυτές φθάνουν μέχρι την παραγωγή σιδήρου. Περαιτέρω πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που θα δημιουργούσαν βαρύτερους πυρήνες, δεν ευνοούνται ενεργειακά στο εσωτερικό των περισσότερων άστρων.
Οι βαρύτεροι πυρήνες μπορούν να δημιουργηθούν με δυο τρόπους: την αργή διαδικασία (s-process) που περιλαμβάνει σύλληψη νετρονίων από βαρείς πυρήνες στο εσωτερικό άστρων που βρίσκονται στα τελευταία στάδια της ζωής τους και περιέχουν περιοχές με μικρή πυκνότητα νετρονίων καθώς επίσης και την γρήγορη διαδικασία (r-process), η οποία πραγματοποιείται όταν έχουμε μεγάλες πυκνότητες νετρονίων.
Οι φυσικοί γνωρίζουν ότι η r-διαδικασία είναι υπεύθυνη για την παραγωγή της μεγαλύτερης ποσότητας στοιχείων πολύ βαρύτερων από τον σίδηρο (πυρήνες με μαζικούς αριθμούς Α> 80), όπως του χρυσού. Ωστόσο το ποια αστρικά αντικείμενα μπορούν να φιλοξενήσουν την r-διαδικασία δεν έχει απαντηθεί πλήρως. Η πιο δημοφιλής ιδέα είναι ότι αυτές οι συνθήκες πραγματοποιούνται κατά την διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα. Ωστόσο εμφανίζονται και εναλλακτικές προτάσεις. Προσομοιώσεις επιστημόνων του Ινστιτούτου Max Planck και του Ελεύθερου Πανεπιστημίου των Βρυξελλών έδειξαν ότι η βίαιη συγχώνευση άστρων νετρονίων και η εκτόξευση της ύλης που προκαλείται στη συνέχεια δημιουργεί τις ιδανικές συνθήκες για τον σχηματισμό αυτών των στοιχείων.
