Viene naturale chiedersi come una stella massiccia, che è riuscita a produrre il ferro (nonché altri elementi più leggeri), possa espellere nel mezzo interstellare i prodotti della nucleosintesi avvenuta nei suoi strati
interni.
Una volta terminati i bruciamenti nucleari precedentemente descritti, non vi è più nessuna reazione nucleare che controbilanci il processo di contrazione del nucleo (che avviene a causa dell'elevatissima forza di gravità).
Quando gli elettroni presenti nel nucleo incominciano ad essere catturati
dai protoni (producendo neutroni), il nucleo della struttura (ricco di nichel e ferro) perde il contributo alla pressione fornito dagli elettroni. A questo punto inizia un processo irreversibile, con il nucleo che inizia
a collassare su se stesso mentre il materiale sovrastante gli cade sopra con sempre maggiore intensità.
A un certo punto il nucleo è talmente denso che diventa incompressibile ed il materiale sovrastante gli “rimbalza” letteralmente addosso.
Siamo di fronte al fenomeno esplosivo di “Supernova di tipo II” (SN II). Durante questo immane scoppio
cosmico (la luce emessa dalla SN II è pari a quella della Galassia che la ospita), molti degli elementi all’interno della struttura vengono espulsi nel mezzo interstellare (questo processo è rappresentato idealmente in
Figura 7).
Uno degli elementi più importanti prodotti dalle SN II è ovviamente l’ossigeno (di cui abbiamo già illustrato l’importanza),
ma vi è anche una consistente produzione di magnesio, silicio, calcio, ed ovviamente ferro (attraverso
l’espulsione del 56Ni). Se controlliamo le percentuali dei vari elementi chimici nel corpo umano, potremmo concludere che ciò che gli elementi chimici prodotti dalle SN II sono sufficienti per lo sviluppo della vita per come la
conosciamo. Ci sono però ancora un paio di problemi da risolvere.
In primo luogo, il ferro osservato nella nostra Galassia richiede un ulteriore canale di produzione, perché quello prodotto dalle SN II non è sufficiente. Questo canale è fornito dalle “Supernovae di tipo Ia” (SN Ia, rappresentate
idealmente in Figura 8). A differenza delle SN II, che scoppiano quando il loro nucleo non è più in grado di controbilanciare la forza di gravità, per avere una SN Ia sono necessarie due stelle che formino un sistema binario
(la maggior parte delle stelle che vediamo in cielo non sono stelle singole, ma appartengono a sistemi stellari composti da due stelle che ruotano attorno al centro di massa del sistema).
Nel caso delle SNe Ia, le due stelle sono già evolute (entrambe sono nane bianche), ma una delle due viene letteralmente “risucchiata” dall’altra. Quando all’interno della stella che accresce massa si raggiungono
le condizioni fisiche per l’innesco del bruciamento del carbonio (o dell'elio), quest’ultimo avviene in modo reazionato positivamente (cioè all'aumentare della temperatura aumenta sempre più l'energia) e la stella esplode. Questi sistemi non sono solo i principali produttori del ferro galattico, ma producono altri
elementi del picco del ferro, quali nichel e rame (si veda Figura 8). Inoltre sono anche espulsi materiali più leggeri, come silicio
e calcio.
Il secondo problema che emerge ci interessa più direttamente ed è legato alla tecnologia. Infatti, se la nucleosintesi
cosmica si fosse fermata al ferro, mancherebbero all'appello un sacco di elementi chimici (molti dei quali indispensabili per il funzionamento degli odierni apparati tecnologici).
Come possiamo uscire da questa impasse? L’unica via è richiedere l’intervento di una particella nucleare che abbiamo introdotto in precedenza:
il NEUTRONE.