宇宙第三元素到底是什么

第一颗恒星诞生之时，大约是宇宙大爆炸后5000万至1亿年，那时大量的氢开始聚变为氦。但是这些最为巨大的恒星（质量大约是太阳的8倍以上）消耗速度非常快，大约只能存在几百万年。一旦氢燃料耗尽，恒星的氦核开始收缩。三个氦原子核开始聚变为一个碳原子核。整个宇宙中这类巨星的数量大约只有一万亿（10^12）（在首个一亿年中，宇宙中大约出现了10^22颗恒星）。此时，原本排位第三的锂开始被其它元素超过。

那么此后排在第三的元素是否会是碳？

因为这样的聚变存在于恒星内部洋葱一样的结构层内。氦变成碳，随后在更高的温度下，碳聚变成氧，氧聚变成硅和硫，硅最终变成铁。最终，铁无法继续聚变，恒星内爆，把自己变成超新星。

超新星把恒星内部的氢、氦、碳、氧、硅和所有通过非核聚变反应过程产生的重元素奉献给了宇宙。这些过程如慢中子俘获；氦原子核和其它较重元素的聚变（产生了氖、镁、氩、钙等等）；以及快中子俘获（产生了铀等重元素）。

恒星不只有一代，今天的恒星并非由原初的氢氦构成，而是许多前辈恒星的后代。这一点非常重要，因为若非如此，宇宙中就不会出现岩石行星，仅有的都会是由氢氦构成的气体巨人。

在几十亿年中，恒星经历了一代代的生死轮回，它们的成份也越来越复杂多样。现在，大质量恒星内核中发生的聚变不是简单的由氢变氦，而是出现了一种被称碳-氮-氧循环的方式，通过这种方式，恒星积累了越来越多的碳、氧和氮。

在这种聚变方式中，当氦聚变为碳时，极易因为获得一个额外的氦原子而变成氧（氧又会因为获得另一个氦原子而变成氖）。我们的太阳在到达红巨星阶段时也可能会发生类似的事情。

▲太阳（右上角最小的）、变成红巨星后的太阳（右上角太阳下方，与橙巨星大角类似）和红超巨星心宿二（最大的那个）的比较

因此在碳成为季军的半路上，杀出了个程咬金。当质量足够大的恒星开始碳聚变时，碳几乎会全部转变成氧。当恒星爆发时，氧的含量会比碳多得多。