Alchemisten versuchten vergeblich, chemische Elemente in andere umzuwandeln. Die erwähnten Pop-I- und Pop-II- Sterne machen das mit links. Vor allem die Anfangsmasse bestimmt, wie hell und wie lang ein Stern strahlt, wie er endet, welche Elemente er schmiedet und wie er diese freisetzt. Ein Stern von Sonnenformat verschmilzt in seinem Innersten Wasserstoff zu Helium. Aus Helium werden später Kohlenstoff und Sauerstoff aufgebaut. Schlussendlich stößt eine solche Sonne ihre Gashülle ab und spendet dem Kosmos auf diese Weise ihre "Metalle".

Massereichere Sterne fusionieren auch Sauerstoff- und später Siliziumkerne. In ihren aufgeblähten Hüllen verwandeln sich Elemente außerdem in solche mit der nächsthöheren Ordnungszahl - durch den "langsamen" Einfang von Neutronen und anschließendem Betazerfall. Im Spätstadium von starken Sternwinden geplagt, blasen diese Sterne ihren Elementenschatz teilweise schon zu Lebzeiten ins All.

Ein Stern ab acht Sonnenmassen schmiedet sogar Eisen. Dann bricht die Hülle über dem ehernen Herzen ein. Es kommt zu einer gleißenden, weithin sichtbaren Supernova-Explosion. Bei sehr hohen Temperaturen kreiert "rascher" Neutroneneinfang jetzt noch schwerere Elemente. Die Explosion jagt bestimmte "Metalle" ins All, andere stürzen zurück zum Sternenkern: Der kollabiert zu einem ultradichten Neutronenstern.

Kollidieren zwei solche Neutronensterne miteinander, läuft die Bildung schwerer Elemente noch effizienter ab. Bei Sternen ab 25 Sonnenmassen bleibt aber kein Neutronenstern zurück, sondern ein Schwarzes Loch. Sterngiganten mit 130 bis 250 Sonnenmassen hinterlassen weder das eine noch das andere: Es zerreißt sie komplett. Dabei strahlen sie als Hypernovae auf; diese übertreffen sogar Supernovae an Glanz. Bevor die ersten, noch "metallarmen" Pop-II-Sterne ins Leben traten, muss es eine an "Metallen" völlig freie Population III gegeben haben. Diese bisher unentdeckten, hypothetischen Ursterne setzten die chemische Entwicklung des Universums in Gang.

Wichtige Kühlmittel

Minuten nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren existierte nur Wasserstoff. Damals war das gesamte Universum ein einziger, heißer Fusionsreaktor. In der Gluthölle verschmolz der Wasserstoff teilweise zu Helium. Zusammenstöße mehrerer Heliumkerne brachten eine Prise Lithium in die Welt. Andere Elemente existierten nicht. Auch keine Sterne.

Sterne entstehen aus weiten Wolken aus Wasserstoff und Helium. Die eigene Schwerkraft regt diese Wolken an, sich zu verdichten. Dabei erhitzen sie sich wie die Luft in der Fahrradpumpe.
Gäbe es kein Kühlmittel, würden sie unverrichteter Dinge wieder auseinandertreiben - ohne einen Stern zu formen. Zum Glück bildete ein winziger Bruchteil der Wasserstoffatome Moleküle. Diese strahlten die Wärme im Infrarot ab und senkten die Temperatur in den Wolkenzentren.

Andere Kühlmittel standen damals, ein paar Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, noch nicht zur Verfügung. Deshalb kollabierten nur äußerst massereiche Wolken. Die Pop-III-Sterne gerieten zu wahren Giganten - mit vielleicht an die 100 Sonnenmassen im Durchschnitt. Hätte es unsere Sonne damals schon gegeben, wäre sie von diesen allervordersten Sternen jeweils mehrere Millionen Mal an Leuchtkraft übertroffen worden.