元素合成
宇宙線による核破砕(en:Cosmic ray spallation)(宇宙線による核破砕反応)は、最も軽い核種の一部を作る。ヘリウム3とリチウム、ベリリウム、ホウ素は、核破砕により生成したと考えられている。核破砕は宇宙線(多くは高速の陽子)の星間物質への衝突により生じる。宇宙線の衝突により、炭素、窒素、酸素は破砕される。
ベリリウムとホウ素は星間物質ではそれほど生成されない。
宇宙の初期において存在した原子は中性水素(軽水素)(H)の原子核-単体の陽子-と単体の中性子だけである。宇宙が十分に冷えてくると陽子と中性子が衝突して重水素(H)が作られるようになる。重水素に中性子が捕獲されると三重水素(H)、もしくは三重水素がベータ崩壊してヘリウム3(He)となる。さらに中性子を捕獲してヘリウム4(He)までは簡単に作られる。この中で中性水素が最も安定であり、またヘリウム4も安定であるので、この2つの核種が蓄積する。質量数5の安定な核種は存在しないので宇宙の初期における原子核合成はこれ以上進まない。ごく少数この先のリチウム7(Li)やベリリウム7(Be)が作られるが、質量数8の安定な核種は存在しないので、これ以上進むことはまずない。
これらの原子核は、ビッグバンから約1億年後、互いの重力により塊を形成し、第1世代の星を構成する原子核となる。また中心部分で恒星での原子核合成がはじまると、星として輝き始める。