중심부에서 수소 핵융합 반응이 일어나면 헬륨이 만들어지고, 중심부의 수소가 모두고갈되면 별은 팽창하여 적색 거성이 된다.
적색 거성의 중심부가 수축하여 밀도와 온도가 높아지면 헬륨 핵융합 반응이 일어나 탄소가 생성되고, 탄소 중심핵이 만들어지면 더 이상 무거운 원소는 만들어지지 않는다.
질량이 큰 별
탄소 중심핵이 수축하면서 발생한 에너지에 의해 온도가 계속 높아지는데, 중심 온도가 5억~8억 K에 이르면 탄소 핵융합 반응이 일어나 더 무거운 원소가 만들어진다. 질량이 큰 별의 중심에서는 수소가 헬륨을, 헬륨이 탄소를, 탄소가 산소를 만드는 핵융합 반응이 일어나 더 무거운 원소들이 차례로 만들어진다. 이러한 핵융합 반응은 철이 만들어지면서 멈추게 된다.
별의 내부에서 철보다 무거운 원소가 만들어지지 않는 까닭
원자핵이 변환되는 과정에는 핵융합과 핵분열이 있다. 핵융합은 수소나 헬륨과 같이 가벼운 원자핵이 융합하여 더 안정한 원자핵으로 변환되는 것이고, 핵분열은 우라늄과 같이 무거운 원자핵이 분열하여 더 안정한원자핵으로 변환되는 것이다. 핵자 사이에는 강한 핵력이 작용하기 때문에 철 원자핵까지는 작은 원자핵이 큰 원자핵으로 융합하지만 철 원자핵 이상이 되면 양성자들 사이의 반발력이 커져 별 내부에서 철보다 무거운 원자핵은 붕괴하여 다시 철로 되돌아간다.
철보다 무거운 원소의 생성
철보다 무거원 원소의 핵을 만들려면 에너지를 투입하여 그 일부를 질량으로 전환해야 한다. 이들은 중성자 포획 과정으로 만들어진다. 초신성 폭발이 일어날 때는 별의 내부에서는 만들어질 수 없는 엄청난 양의 에너지가 발생하여 철보다 무거운 원소가 만들어지고이 원소들은 우주 공간으로 퍼져 나간다.