ייצור אלמנטים בפיצוצי סופרנובה הוא דבר שאנחנו לוקחים כמובן מאליו בימים אלה. אך איפה בדיוק ומתי נוקלאוזינתזה זו מתרחשת עדיין לא ברור - והניסיונות לדגמן את מחשב תרחישי קריסת הליבה עדיין דוחפים את כוח המחשוב הנוכחי לגבולותיו.
היתוך כוכבים בכוכבי רצף ראשי יכולים לבנות כמה אלמנטים עד וכוללים ברזל. ייצור נוסף של יסודות כבדים יותר יכול להתרחש גם על ידי יסודות זרעים מסוימים הלוכדים נויטרונים ליצירת איזוטופים. אותם נויטרונים שנלכדו עשויים לעבור ריקבון בטא ולהותיר אחריהם פרוטון אחד או יותר, מה שאומר שבעצם יש לך אלמנט חדש עם מספר אטומי גבוה יותר (כאשר המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים בגרעין).
תהליך 'איטי' זה או תהליך s של בניית יסודות כבדים יותר, למשל, ברזל (26 פרוטונים) מתרחש בדרך כלל בענקיות אדומות (מה שהופך אלמנטים כמו נחושת עם 29 פרוטונים ואפילו תליום עם 81 פרוטונים).
אבל יש גם את התהליך המהיר או ה- r, שמתרחש תוך שניות בסופרנובות של התמוטטות ליבות (בהיותן סופרנובות מסוג 1b, 1c ו- 2). במקום הבניין היציב והצפוי לאורך אלפי שנים שנראה בתהליך ה- S - לאלמנטים של זרעים בפיצוץ סופרנובה יש נויטרונים מרובים שנדבקים אליהם, ובו בזמן הם נחשפים לקרני גאמא מתפרקות. שילוב כוחות זה יכול לבנות מגוון רחב של אלמנטים קלים וכבדים, בעיקר יסודות כבדים מאוד מ עופרת (82 פרוטונים) עד פלוטוניום (94 פרוטונים), אשר לא ניתן לייצר באמצעות תהליך s.
לפני פיצוץ סופרנובה, תגובות האיחוי בכוכב מסיבי עוברות בהדרגה דרך מימן, אחר כך הליום, פחמן, ניאון, חמצן ולבסוף סיליקון - מאיזו נקודה מתפתח גרעין ברזל שלא יכול לעבור מיזוג נוסף. ברגע שגרעין הברזל ההוא גדל ל -1.4 מסות שמש (גבול הצ'אנדרסכר) הוא מתמוטט פנימה כמעט ברבע ממהירות האור כשגרעיני הברזל עצמם קורסים.
שאר הכוכב מתמוטט פנימה כדי למלא את החלל שנוצר, אך הגרעין הפנימי 'קופץ' לאחור כלפי חוץ שכן החום שנוצר בעקבות ההתמוטטות הראשונית גורם לו 'לרתיחה'. זה יוצר גלי הלם - קצת כמו חיפוי רעמים כפול סדרי גודל רבים, שזו תחילתו של פיצוץ הסופרנובה. גל ההלם נושף את שכבות הכוכב שמסביב - למרות שברגע שהחומר הזה מתרחב כלפי חוץ הוא מתחיל גם להתקרר. אז לא ברור אם נוקלאוזינתזה בתהליך r מתרחשת בנקודה זו.
אבל ליבת הברזל שהתמוטטה טרם הסתיימה. האנרגיה הנוצרת כאשר הליבה דחוסה פנימה מפרקת גרעיני ברזל רבים לגרעינים הליום ונויטרונים. יתר על כן, אלקטרונים מתחילים להשתלב עם פרוטונים ליצירת נויטרונים כך שגרעין הכוכב, לאחר אותה ניתור ראשוני, מתיישב למצב קרקעי חדש של נויטרונים דחוסים - למעשה כוכב נויטרון כוכב. הוא מסוגל 'להתיישב' בגלל שחרורו של פרץ עצום של נייטרינו שמעביר חום מהליבה.
זוהי פרץ הנייטרינו הזה שמניע את שאר הפיצוץ. הוא מדביק את השוצפה שכבר התפוצצה של השכבות החיצוניות של הכוכב של האב, וננעלך בה, מחמם מחדש את החומר הזה ומוסיף לו תנופה. חוקרים (להלן) הציעו כי זהו אירוע ההשפעה על רוח הנייטרינו ('ההלם ההפוך') שהוא מיקום תהליך ה- r.
נהוג לחשוב שתהליך ה- R מסתיים תוך מספר שניות, אבל זה עדיין יכול להימשך שעה ויותר עד שחזית הפיצוץ העל-קולית תתפרץ על פני הכוכב, ותביא כמה תרומות חדשות לטבלה המחזורית.
לקריאה נוספת: Arcones A. ו- Janka H. Nucleosynthesis-התנאים הרלוונטיים ביציאות סופרנובה מונופוליניות. ב. ההלם הפוך בהדמיות דו מימדיות.
ולגבי ההקשר ההיסטורי, המאמר הזרע בנושא (הידוע גם בשם ה- B2עיתון FH) E. M. Burbidge, G. R. Burbidge, W. A. Fowler ו- F. Hoyle. (1957). סינתזה של האלמנטים בכוכבים. גב מוד פי 29 (4): 547. (לפני כן כמעט כולם חשבו שכל האלמנטים נוצרו במפץ הגדול - ובכן, כולם פרט לפרד הויל בכל מקרה).
