Tak, żelazo (i wiele innych pierwiastków) znajdowało się w kiedyś w gwiazdach, mało tego, powstały w nich. Zarówno tlen, węgiel, krzem czy magnez zostały wyprodukowane w jądrach gwiazd, w procesie fuzji jądrowej.

Pierwiastki powstają jak budowle z klocków – te prostsze łączą się ze sobą tworząc te bardziej złożone.

Najprostszym pierwiastkiem jest wodór, który w całości powstał już w pierwszej sekundzie Wielkiego Wybuchu, jako protony (tzn. jądro wodoru – a dokładniej jego najczęściej wystepującego izotopu, czyli protu – to pojedynczy proton). Wtedy też powstały neutrony, a zaraz potem, w procesie tzw. pierwotnej nukleosyntezy połączyły się one z częścią protonów w jądra deuteru (czyli izotopu wodorów, którego jądro składa się z jednego protonu i neutronu), helu oraz litu i berylu. W efekcie końcowym 75% materii stanowiły jądra wodoru, a ok 25% jądra helu (pozostałe deuter, lit i beryl powstały w śladowych ilościach).

Wszechświat rozszerzał się i ochładzał, i z tych pierwiastków powstały olbrzymie obłoki wodoru i helu, które na skutek grawitacji miejscowo się zagęszczały. Z tych zagęszczeń powstały gwiazdy, a w ich jądrach, w wysokich temperaturach, jądra wodoru zaczęły się łączyć, tworząc hel i zwiększając jego ilość. Taki proces astronomowie nazywają spalaniem wodoru (terminów spalanie i fuzja używamy tu zamiennie) i trwa on dopóki zapas wodoru w jądrze nie ulegnie wyczerpaniu.

Dalej wszystko zależy od masy gwiazdy – w gwiazdach „lekkich” – do ok. 8-9 mas Słońca z helu powstanie węgiel i tlen (spalanie helu), jednak nie nastąpi w nich spalanie węgla, ponieważ nie wytworzą w jądrze dostatecznie wysokiej temperatury (do fuzji cięższych pierwiastków potrzeba coraz wyższych temperatur).

W gwiazdach o masie większej niż 8-9 mas Słońca, po wyczerpaniu helu w jądrze, spalaniu będzie ulegał węgiel, tworząc kolejne pierwiastki – sód, neon, magnez. Następnie spalaniu ulega powstały neon, potem tlen, a na końcu krzem, z którego powstaje żelazo, nie ulegające już dalszej fuzji. Dodam jeszcze, że materia jest zamieniana w żelazo tylko w jądrze, podczas gdy w tzw. otoczkach (wyższych warstwach) nadal znajdują się pierwiastki powstałe wcześniej. Mechanizm wygląda tak, że gdy w jądrze spala się hel, jego temperatura znacznie się podnosi i rozgrzewa wyższą warstwę, w której zaczyna się spalać wodór. Po wyczerpaniu helu w jądrze spala się węgiel, co dalej podnosi jego temperaturę, a także warstwy powyżej, gdzie dotychczas spalał się wodór. Zapala się tam teraz wyprodukowany hel, co rozgrzewa kolejną, położoną wyżej warstwę wyżej i inicjuje tam fuzję wodoru, itd. Po pewnym czasie wnętrze takiej gwiazdy wygląda jak cebula, w kolejnych warstwach fuzji ulegają coraz to cięższe pierwiastki (rysunek poniżej).

Żródło: Rursus, Wikimedia Commons

Gwiazda z żelaznym jądrem osiąga kres „życia” i wybucha jako supernowa, wyzwalając ogromną energię, co sprawia, że powstają przy okazji pierwiastki cięższe od żelaza, a wszystko jest rozpraszane w przestrzeni kosmicznej. Po takim wybuchu (uściślijmy, że dotyczy to gwiazd o masie do 20 mas Słońca) pozostaje mała, złożona już praktycznie z samych neutronów, gwiazda neutronowa. Czasami powstają one w parach i ulegają zderzeniu, co powoduje nowy wybuch tzw. kilonowej, w trakcie którego również powstają pierwiastki, np. złoto. Dzieje się to relatywnie rzadko, dlatego jest go tak mało we Wszechświecie.

Rozproszone pierwiastki mieszają się z następnymi obłokami wodoru, powstają z nich nowe gwiazdy, przy nich planety, takie jak Ziemia, a na Ziemi powstało z nich życie.

Podsumowując, jesteśmy zbudowani z wodoru powstałego w Wielkim Wybuchu, węgla, tlenu, i żelaza wyrzuconych w Kosmos przez umierające gwiazdy i nosimy biżuterię ze złota, które stworzyły zderzające się gdzieś w Galaktyce gwiazdy neutronowe. Można to zwięźle pdosumować stwierdzeniem „Jesteśmy dziećmi gwiazd”, które znalazło się m.in. w popularnonaukowej ksiażce napisanej przez Stephena Hawkinga i jego córkę Lucy Hawking „George i tajny klucz do Wszechświata”.