他の科学者は、星がより重い要素の源であると提案していましたが、1950年代のホイルの作品は、ヌクレオシンセシスとして知られるプロセスの詳細な理解を開発する上で重要でした 。
ホイルは、マーガレット・バービッジ、ジェフリー・バービッジ、ウィリアム・ファウラーとともに、1957年に恒星核合成の理論を概説する画期的な論文を発表しました。 この論文は、星内の水素核の融合が周期表のすべての要素をどのように作成できるかを示しました。
ただし、 Hoyleのアイデアは最初は議論の余地があることに注意することが重要です 。当時の多くの科学者は、宇宙は原始的な要素で満たされており、星がこれらの既存の要素を単に燃やしていると信じていました。ホイルの作品は、この一般的な見方に挑戦したため、画期的でした。
したがって、ホイルは星が元素の作成に関与したことを示唆した最初の人ではありませんでしたが、彼の研究は、化学元素の主要な源として恒星核合成の理解を固めるのに役立ちました。