1928년조지 가모프는 가모프 인자로 불리는 양자역학 식을 유도하였는데, 이는 강한 상호작용이 쿨롱 장벽을 극복할 정도로 두 원자핵이 가깝게 다가설 수 있는 확률을 나타내는 식이다. 가모프 인자를 이용하여 로버트 앳킨슨(Robert d'Escourt Atkinson), 프리츠 하우테르만스(네덜란드어: Fritz Houtermans), 또한 가모프 자신과 에드워드 텔러는 항성 내부 온도에서 일어나는 핵 반응률을 유도해 내었다.
1939년, "항성에서의 에너지 생성"(Energy Production in Stars)이라는 논문을 통해 한스 베테는 수소가 헬륨으로 핵융합하는 서로 다른 가능성에 관해 분석하였다. 그는 항성의 에너지원으로 생각되는 두 과정을 선택하였다. 첫 번째의 과정은 양성자-양성자 연쇄로 태양 정도의 질량을 가지는 항성의 주요한 에너지원이다. 두 번째 과정은 1938년카를 프리드리히 폰 바이츠제커에 의해서도 설명된 적이 있는 CNO 순환으로, 보다 질량이 큰 항성에서 보다 중요한 과정이다.
이후, 베테의 이론에 많은 중요하면서도 구체적인 이론이 덧붙여졌다. 그 중 하나는 1957년의 마거릿 버비지(Margaret Burbidge), 제프리 버비지(Geoffrey Burbidge), 윌리엄 파울러(William Fowler), 프레드 호일의 논문이다. 이 논문은 관측된 우주의 원소 비율을 엄밀하게 설명하도록 이전 연구를 모아서 보다 개량한 것이다.