Fino a quando le reazioni nucleari hanno a disposizione idrogeno da bruciare, la pressione di radiazione, da esse generata, contrasterà la forza di gravità, impedendone il collasso verso il centro.


Nel momento in cui, tuttavia, i processi di fusione nucleare hanno trasformato tutto l’idrogeno in elio, la momentanea cessazione delle reazioni nucleari indurrà il nucleo a contrarsi, sotto l’effetto della gravità.

Il conseguente aumento di pressione innalzerà la temperatura delle regioni centrali fino a valori sufficienti a innescare la fusione dell’elio e ristabilire, così, un nuovo equilibrio.

Tale meccanismo si ripeterà producendo, in tempi sempre più brevi, elementi di volta in volta più pesanti e complessi, come il carbonio, l’ossigeno, il silicio. Ma non si protrarrà all’infinito: nel momento in cui il nucleo atomico del ferro sarà sintetizzato, con i suoi 56 protoni e neutroni, inizierà l’ultima, drammatica, fase.

Da questo punto in poi, infatti, la formazione di nuovi atomi, più pesanti del ferro, non sarebbe più in grado di rilasciare ulteriore energia di fusione (processo esotermico), ma al contrario ne assorbirebbe una quantità sempre più considerevole (processo endotermico).

Soggetto alla pressione degli strati sovrastanti e non potendo più contrastare la sua stessa forza di gravità, il nucleo della stella collasserà irreversibilmente in meno di un secondo. Le enormi pressioni, generate dalla contrazione gravitazionale, innalzeranno ulteriormente la temperatura delle regioni centrali, fino a raggiungere diversi miliardi di gradi. L’emissione di energia è ora talmente intensa da disintegrare gli atomi presenti. Gli elettroni e i protoni prodotti saranno, in breve, tanto vicini da fondersi e formare nuovi neutroni. A questo punto, la materia è così compressa da arrestare il collasso.

A seguito di quest’ultima fase, anche gli strati più esterni della stella, all’interno dei quali si stanno ora svolgendo reazioni di fusione nucleare, precipitano letteralmente verso il nucleo. I gas costituenti, comprimendosi, aumentano vertiginosamente la loro temperatura, e un incremento repentino della velocità delle reazioni porterà all’instabilità dell’intero sistema. Sia l’energia prodotta, che non riesce a essere emessa verso l’esterno, sia l’intensa emissione di onde gravitazionali saranno causa dell’esplosione catastrofica dell’inviluppo della stella.

[Per un approfondimento: La spettacolare esplosione delle stelle]