恒星聚变的最终元素确实是铁，但铁却不是最终的元素，而恒星呢也会成为一个铁球，但却不全是铁球，要理清这个关系，必须来了解下这个过程。
元素的秘密
元素是怎么诞生的？也许很多朋友会哑口无言，因为这问到了一个本质问题，根据现代天文理论，最早的元素诞生于宇宙大爆炸，也就是从宇宙从一个能量的浓汤中温度下降到夸克胶子相变温度以下时，夸克和胶子诞生，温度继续下降，夸克和胶子结合组成了重子，到3分钟宇宙温度下降10亿K时，质子与中子结合，形成大量氢原子，以及少量氦原子与微量锂原子核，但真正的元素需要等宇宙37.9万年以后冷却到捕获电子构成原子时。
元素与元素之间的真正差异在哪里？
从宏观来看，元素之间的差异千变万化，我们无从说明各种元素之间的差异，但从微观角度来看它们之间的差异其实挺有规律的
不同元素之间的差异就是质子数不一样
同位素之间的差异就是中子数不一样
元素的化学属性则和质子数、中子数以及核外电子排布都有关系，这个就不如元素和同位素之间差异那么有简单直接了。
恒星的秘密
宇宙中最丰富的元素是氢，而氢还是唯一一种将同位素单独命名的元素，分别是氕氘氚：
这三种看起来差不多同位素化学特性差别也挺大，但它们的物理属性差异比化学属性还大，这是为啥？因为自然界中含量约0.02%的氘聚变门槛是所有元素中最低的（只需要10^6K，不过氘和氚更低，但氚容易衰变，自然界含量极其微量），传说中的褐矮星（13个木星质量以上）的内核即可达到氘聚变的条件：
D + D → T + p + 4.03MeV)
D + D → 3He + n + 3.27MeV
在氘燃烧后也许在更大的褐矮星内核还能达到锂聚变的条件，因为锂燃烧需要2.5×10^6K的温度，锂6和锂7与质子聚变生成铍7和铍8，即使这样褐矮星中的氘以及后续的锂也仅仅足够聚变数千万至上亿年就结束了，甚至不足以让褐矮星发光，仅仅只能在红外波段看到它。
足够质量的恒星是产生各种元素的关键
质量足够意味着引力坍缩能提供的高压高温环境足够，因为氕这种元素只有一个质子，无中子调和的情况下，两个质子要克服库仑力靠在一起太难了，好在量子力学发现了量子隧穿效应（乔治·伽莫夫在1928年推导出了伽莫夫因子，给出了两个原子核足够接近时的强作用力可以克服库伦障壁的量子力学公式），否则天文学家抱着计算草稿发呆呢，因为他们计算的结果是太阳的内核不足以维持氕氕聚变。
质子链反应凭着运气跨过了最难的一关，之后就顺当了，从氕到氘，在到氦三和氦四，然后就元素聚变的速度越来越快，周期越来越短，当然所需要的环境也越来越高，下图是各个过程的产物以及所需的条件：
而从氦四开始的元素聚变过程则如下：
氦-4 → 铍-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56
很多朋友认为只能到铁，其实大质量恒星内部可以演化到镍-56，但镍-56会以β+衰变成为钴-56，再经过77.3天又衰变为成铁-56，因此说到铁元素也没错，因为最终还是铁嘛，不过等到镍-56产生，恒星的寿命就以分钟倒计时了，铁核坍缩，超新星爆发。
我们从这个元素比结合能曲线中能看到，铁元素是峰值，之前的元素曲线上上升的，这表示这些元素的原子和结合都能释放能量，而到了铁元素之后，结合反而需要吸收能量，因此元素聚变到铁（镍-56）戛然而止，恒星的发展到了一个非常重要的阶段。
不过超新星爆发前夕的恒星却不是大铁核，而是由外到内的一个洋葱结构，大致就是元素的聚变顺序，只有中心部分才是个大铁球，为什么会这样呢？这是因为各种元素聚变的温度要求是不一样的，如前文表格，而恒星更靠近内核的位置温度与压力越高，更容易达到下一个元素的核聚变，当然上图中的比例是不对的，因为这个洋葱结构中，氢壳占了绝大部分。
不过这个大铁球可支撑不了多久，因为随后就是超新星爆发。
S-过程和R-过程
其实这是分别在恒星不同阶段发生的两个过程，放在一起是因为前者为慢中子捕获，一般发生在恒星阶段，后者是快中子捕获，发生在超新星爆发阶段：
慢中子捕获：S-过程
快中子捕获：R-过程
恒星那个内部聚变时都会产生中子辐射，因此轻元素的原子核就有可能捕获到中子，而中子多了并不稳定，会发生β衰变，放出一个电子和中微子，变成一个质子，此时这个元素质子数+1，成了一种新的元素，而在这个过程中一直都会可能发生，因此在恒星内核聚变到铁元素之前，就已可能存在部分比铁重的元素，这是S过程产生的。
快中子捕获发生在超新星爆发时刻，R-过程需要以铁为种核的连续快中子捕获，之后的β衰变与产生新元素的方式和S-过程没有差别，两者一起各贡献了比铁重元素的一半比例。
另外还有Rp-过程P-过程也是产生富含质子的原子核一种途径，前者需要在碳氮氧循环占主要能量来源的恒星中的质子流，后者则在恒星内核坍缩过程中发生，但跟S-过程和R-过程相比较而言，至少在数量上几乎是种可有可无的存在。
超新星过程中R过程尽管能产生大量比铁重的元素，但从数量与比例上来看仍然无法和中子星媲美，因为中子星有碰撞的R-过程，也有脱离中子星束缚后的自由中子衰变，这些过程一起为中子星碰撞贡献了难以计数的重元素。
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