Termobranduolinės sintezės reakcijos, kuriose iš vandenilio susidaro helis. Protonų ciklas vyksta, jei žvaigždžių gelmių temperatūra viršija 10 mln. K. Jis yra normalių mažos masės (<2 M_S) žvaigždžių energijos šaltinis. Susidarant vienam helio branduoliui, išsi-skiria 26.2 MeV energija; 0.26 MeV nusineša neutrinas.

Cheminis elementas, kurio atominis numeris 2. Helis yra antrasis elementas pagal gausą Visatoje (po vandenilio) – pagal masę jo gausa yra 24%. Turi du stabilius izotopus – ⁴He ir ³He. Lengvesniojo izotopo yra tik 1/10000%. Žvaigždžių gelmėse helio branduoliai (helionai) susidaro iš vandenilio branduolių (protonų) termobranduolinėse protonų ciklo ir CNO ciklo reakcijose, kurios vyksta pagrindinės sekos ir milžinių sekos žvaigždėse. Helio branduolių jungimasis į anglies branduolius teikia energiją horizontaliosios ir asimptotinės sekų žvaigždėms. Helis atrastas 1868 m. Saulės spektre (N. Lokjeras, Anglija).

Cheminis elementas, kurio atominis numeris 6. Turi du stabilius izotopus: ¹²C (98.9%) ir ¹³C (1.1%). Skliaustuose nurodyta santykinė izotopų gausa Žemėje. Anglis yra ketvirtasis elementas pagal gausą Saulės atmosferoje (po vandenilio, helio ir deguonies): anglies ir vandenilio gausos santykis ten yra 1:2000. Anglis yra vienas iš katalizatorių, dalyvaujančių energijos gamyboje CNO cikle masyvių žvaigždžių gelmėse. Horizontaliosios ir asimptotinės sekų žvaigždėse anglis susidaro vykstant helio degimo reakcijoms. Daug anglies ir jos junginių yra anglingųjų R ir N spektrinių klasių žvaigždžių atmosferose. Dauguma baltųjų nykštukių susideda arba vien iš anglies, arba iš anglies ir deguonies sluoksnių. Daug anglies yra tarpžvaigždinėse dulkelėse (grafito, silicio karbido arba anglies oksido pavidalu), planetų uolienose (karbonatų pavidalu), planetų atmosferose (anglies dioksido pavidalu).

Cheminis elementas, kurio atominis numeris 7. Turi du stabilius izotopus: ¹⁴N (99.64%) ir ¹⁵N (0.36%). Skliaustuose nurodyta santykinė izotopų gausa Žemėje. Azotas yra penktasis elementas pagal gausą Saulės atmosferoje (po vandenilio, helio, deguonies ir anglies): azoto ir vandenilio gausos santykis ten yra 1:12500. Azotas yra vienas iš katalizatorių, dalyvaujančių energijos gamyboje CNO cikle masyvių žvaigždžių gelmėse. Daug azoto molekulių N₂ yra Žemės ir Veneros planetų bei Titano ir Tritono palydovų atmosferose. Amoniako NH₃ molekulių dujų, skysčio ir ledo pavidalu gausu Saulės sistemos didžiųjų planetų atmosferose ir gelmėse, kometoiduose.