Dalam luasnya jagat raya, komposisi unsur-unsur kimia menunjukkan karakteristik dasar materi. Menurut penelitian astronomi terkini, hidrogen dan helium telah menjadi unsur utama yang paling banyak dieksplorasi di jagat raya, dan lebih melimpah daripada semua unsur lainnya.
Kelimpahan suatu unsur adalah ukuran keberadaannya relatif terhadap semua unsur lain di lingkungan, biasanya dinyatakan sebagai fraksi massa, fraksi mol, atau fraksi volume. Di jagat raya, hidrogen mencakup sekitar 74% dari total massa, sedangkan helium mencakup sekitar 24%. Posisi dominan unsur-unsur ini di jagat raya terutama berasal dari nukleosintesis Big Bang, ketika kondisi energi tinggi di jagat raya awal berkontribusi pada pembentukan hidrogen dan helium.
Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di jagat raya, dengan helium menempati urutan kedua. Jumlah unsur lain yang ada relatif kecil, bahkan beberapa kali lipat.
Di alam semesta, hidrogen dan helium terbentuk dalam hitungan menit setelah Big Bang. Unsur-unsur ini adalah yang pertama terbentuk, dan unsur-unsur berat berikutnya diproduksi terutama melalui proses nukleosintesis dalam supernova dan bintang raksasa merah. Hal ini mengarah pada fenomena menarik di alam semesta, yaitu bahwa unsur-unsur dengan nomor atom genap umumnya lebih melimpah daripada unsur-unsur tetangganya dengan nomor atom ganjil, sebuah fenomena yang dikenal sebagai aturan Odor-Huggins.
Sebagai bagian dari tata surya, Bumi terbentuk dari awan material yang sama, tetapi seiring dengan evolusi planet, komposisi unsurnya berubah dalam berbagai tingkatan. Permukaan bumi sebagian besar terdiri dari dua unsur, oksigen dan silikon, dengan proporsi total 74,7%, dan unsur-unsur yang tersisa ada dalam proporsi yang lebih rendah.
Meskipun hidrogen dan helium merupakan unsur yang paling melimpah di alam semesta, komposisi Bumi tidak sesuai dengan tren ini, yang menunjukkan dampak mendalam dari aktivitas vulkanik dan proses geokimia.
Kelimpahan suatu unsur tidak hanya dipengaruhi oleh riwayat nukleosintesisnya sendiri, tetapi juga oleh interaksi kimia lingkungannya. Oleh karena itu, di lingkungan yang berbeda, seperti atmosfer, lautan, dan organisme hidup, komposisi unsur berubah sesuai dengan itu. Ambil contoh lautan Bumi. Rasio oksigen terhadap hidrogen menunjukkan dominasi air, sementara unsur-unsur lain di lautan relatif langka.
Ketika kita melihat galaksi yang lebih jauh, kita menemukan bahwa komposisi unsur mereka mirip dengan hidrogen dan helium, mitra kimia alam semesta paling awal. Inilah sebabnya mengapa para astronom menggunakan metalisasi untuk menggambarkan evolusi kimia galaksi. Metalisasi mengacu pada jumlah unsur berat selain hidrogen dan helium yang ada di galaksi-galaksi ini.
Pada akhirnya, peran utama hidrogen dan helium, dan kelimpahannya yang dihasilkan di antara semua unsur lain di alam semesta, adalah kunci bagi pemahaman para ilmuwan tentang pembentukan dan evolusi alam semesta. Namun, apakah komposisi ini juga menunjukkan proses pembentukan bintang-bintang lain? Apakah ada unsur-unsur yang menunggu di beberapa sudut yang belum kita temukan?