בזמן זה או אחר, כל חובבי המדע שמעו את דבריו הידועים לשמצה של קרל סגן המנוח: "אנחנו עשויים מחומר כוכבים." אבל מה זה אומר בדיוק? כיצד יכלו כדורי פלזמה אדירים, ששורפים באדיבות את הדלק הגרעיני שלהם בזמן ובמרחב הרחוקים, לשחק חלק בהנפת המורכבות העצומה של עולמנו הארצי? איך זה ש"החנקן ב- DNA שלנו, הסידן בשיניים שלנו, הברזל בדם שלנו, הפחמן בעוגות התפוחים שלנו "יכול היה להיות מזויף כה עמוק בלב של ענקי הכוכבים המסיביים האלה?
באופן לא מפתיע, הסיפור אלגנטי ומעורר השראה עמוקה.
כל הכוכבים מגיעים מהתחלה צנועה: כלומר, גוש ענק וסיבוב של גז ואבק. כוח המשיכה מניע את הענן להתעבות כשהוא מסתובב, מתערבל לתחום חומר צפוף יותר ויותר. בסופו של דבר הכוכב להיות כל כך צפוף וחם עד שמולקולות מימן בליבה מתנגשות ומתמזגות למולקולות הליום חדשות. התגובות הגרעיניות הללו משחררות פרצי אנרגיה חזקים בצורה של אור. הגז מאיר בהיר; כוכב נולד.
גורלו הסופי של הכוכב הצעיר שלנו תלוי במסתו. כוכבים קטנים וקלים יותר שורפים את המימן בליבתם לאט יותר מכוכבים כבדים יותר, מאירים מעט יותר עמומים אך חיים הרבה יותר חיים. עם זאת, עם הזמן, ירידת רמות המימן במרכז הכוכב גורמת פחות לתגובות של היתוך מימן; פחות תגובות היתוך מימן פירושן פחות אנרגיה, ולכן פחות לחץ כלפי חוץ.
בנקודה מסוימת הכוכב כבר לא יכול לשמור על המתח שגרעיןו התמודד מול המסה של שכבותיו החיצוניות. כוח הכבידה מעצים את הסולם, והשכבות החיצוניות מתחילות להתגלגל פנימה על הליבה. אבל התמוטטותם מחממת את העניינים, מגבירה את לחץ הליבה והופכת את התהליך שוב. מעטפת בוערת מימן חדשה נוצרת ממש מחוץ לליבה, ומבססת מחדש חיץ כנגד כוח המשיכה של שכבות פני הכוכב.
בעוד הגרעין ממשיך לבצע תגובות היתוך הליום באנרגיה נמוכה יותר, הכוח של מעטפת שריפת המימן החדשה דוחף את פנים הכוכב וגורם לשכבות החיצוניות להתנפח יותר ויותר. הכוכב מתרחב ומתקרר לענק אדום. השכבות החיצוניות שלו יברחו בסופו של דבר ממשיכת הכובד לחלוטין, יצופו לחלל וישאירו אחריה גרעין קטן ומת - גמד לבן.
כוכבים כבדים יותר מדי לפעמים מקרטעים במאבק בין לחץ לכובד, ויוצרים קליפות אטומים חדשות כדי להתמזג בתהליך; עם זאת, בניגוד לכוכבים קטנים יותר, המסה העודפת שלהם מאפשרת להם להמשיך ליצור שכבות אלה. התוצאה היא סדרה של כדורים קונצנטריים, שכל קליפה מכילה אלמנטים כבדים יותר מזו הסובבת אותה. מימן בליבה מוליד הליום. אטומי הליום מתמזגים יחד ליצירת פחמן. פחמן משתלב עם הליום ליצירת חמצן, המתמזג לנאון, ואז מגנזיום, ואז סיליקון ... לאורך כל הטבלה המחזורית לגיהוץ, שם השרשרת מסתיימת. כוכבים מסיביים כאלה פועלים כמו תנור, ומניעים את התגובות הללו בדרך של אנרגיה זמינה מוחלטת.
אבל אנרגיה זו היא משאב סופי. ברגע שגרעין הכוכב הופך לכדור ברזל יציב, הוא כבר לא יכול למזג אלמנטים ליצירת אנרגיה. כפי שקרה לכוכבים קטנים יותר, פחות תגובות אנרגטיות בליבת הכוכבים במשקל כבד פירושו לחץ חיצוני פחות כנגד כוח הכובד. לאחר מכן השכבות החיצוניות של הכוכב יתחילו להתמוטט, מהירות קצב ההתמזגות של היסודות הכבדים ותקטין עוד יותר את כמות האנרגיה הזמינה להחזיק את אותם שכבות חיצוניות. הצפיפות מתגברת באופן אקספוננציאלי בגרעין המתכווץ, מכניסה יחדיו פרוטונים ואלקטרונים באופן כה חזק עד שהיא הופכת לישות חדשה לחלוטין: כוכב נויטרונים.
בשלב זה הליבה אינה יכולה להיות צפופה יותר. הקליפות החיצוניות המסיביות של הכוכב - עדיין נופלות פנימה ועדיין מלאות באלמנטים נדיפים - כבר אין לאן ללכת. הם גולשים בגרעין כמו אסדת נפט מהירה שמתרסקת בקיר לבנים, ומתפרצים לפיצוץ מפלצתי: סופרנובה. האנרגיות הבלתי רגילות שנוצרו במהלך הפיצוץ הזה מאפשרות סוף סוף מיזוג של יסודות כבדים אפילו יותר מברזל, מקובלט עד אורניום.
גל ההלם האנרגטי המיוצר על ידי הסופרנובה יוצא החוצה אל הקוסמוס, ומשלח אלמנטים כבדים בעקבותיו. אטומים אלה יכולים לשלב בהמשך במערכות פלנטאריות כמו שלנו. בהינתן התנאים הנכונים - למשל, כוכב יציב כראוי ומיקום באזור המגורים שלו - אלמנטים אלה מספקים את אבני הבניין לחיים מורכבים.
כיום, חיי היומיום שלנו מתאפשרים על ידי האטומים העצומים האלה, שזויפו מזמן בגרון החיים והמוות של כוכבים מאסיביים. היכולת שלנו לעשות הכל - להתעורר משינה עמוקה, ליהנות מארוחה טעימה, לנהוג במכונית, לכתוב משפט, להוסיף ולהחסיר, לפתור בעיה, להתקשר לחבר, לצחוק, לבכות, לשיר, לרקוד, לרוץ, קפיצה, ומשחק - נשלטת בעיקר על ידי התנהגות של שרשראות זעירות של מימן בשילוב עם יסודות כבדים יותר כמו פחמן, חנקן, חמצן וזרחן.
אלמנטים כבדים אחרים קיימים בכמויות קטנות יותר בגוף, אך בכל זאת חיוניים לא פחות לתפקוד תקין. למשל, סידן, פלואור, מגנזיום וסיליקון עובדים לצד זרחן כדי לחזק ולהגדיל את העצמות והשיניים שלנו; נתרן מיונן, אשלגן וכלור ממלאים תפקיד חיוני בשמירה על מאזן הנוזלים של הגוף ופעילותו החשמלית; וברזל כולל את החלק העיקרי של ההמוגלובין, החלבון שמצייד את כדוריות הדם האדומות שלנו ביכולת להעביר את החמצן שאנו שואפים לשאר גופנו.
אז בפעם הבאה שיש לכם יום רע, נסו זאת: עצמו את העיניים, קחו נשימה עמוקה והתבוננו בשרשרת האירועים המחברת את גופכם ונפשכם למקום של מיליארדי שנות אור משם, עמוק בהישגים הרחוקים של מרחב וזמן. נזכיר כי כוכבים מאסיביים, גדולים פי כמה מהשמש שלנו, בילו מיליוני שנים בהפיכת אנרגיה לחומר, ויצרו את האטומים המרכיבים כל חלק בכם, כדור הארץ, וכל מי שהכרתם ואהבתם אי פעם.
אנו בני האדם כה קטנים; ובכל זאת, ריקוד המולקולות העדין שנעשה מחומר הכוכב הזה מוליד ביולוגיה שמאפשרת לנו להרהר ביקום הרחב שלנו ואיך בכלל התקיימנו. קרל סייגן עצמו הסביר את זה בצורה הטובה ביותר: "חלק מההוויה שלנו יודע שזה המקום שממנו הגענו. אנו מייחלים לחזור; ואנחנו יכולים, כי הקוסמוס נמצא גם בתוכנו. אנחנו עשויים מחומר כוכבים. אנחנו דרך שהיקום יכיר את עצמו. "
