Чтобы понять, почему происходит взрыв звезды, можете выполнить простенький опыт. Рисуете на стене огромный круг-мишень и начинаете кидать в него шарики. Попадать будете практически всегда, т.к. круг очень большой. Теперь уменьшите размер мишени и попадать будете заметно реже. Наконец сделайте круг очень маленьким, тогда попадать будете совсем редко. С термоядерными реакциями в звездах наблюдается очень похожая картина.
Молекулы водорода очень малы даже по масштабам микромира. Поэтому молекулы сталкиваются друг с другом редко и термоядерная реакция на них идет сравнительно слабо. Зато долго, потому что расход топлива невелик. Но вот водород полностью выгорел и вместо него имеется гелий. А размер молекулы гелия больше, чем у водорода, потому что гелий содержит два протона и два нейтрона. Следовательно, молекулы гелия будут сталкиваться друг с другом чаще и энергии на единицу времени в таких реакциях выделится больше. В итоге растет давление внутри и температура. Из-за роста давления звезда начинает распухать, и пухнет до такого размера, когда сброс энергии излучением с увеличенной поверхности не сравняется с выработкой энергии в ядре. Затем наступает момент, когда гелий в целом тоже исчерпался, и начинаются реакции на еще более тяжелых элементах - бериллии, углероде, кислороде и т.д. С каждой стадией растет скорость выработки энергии в ядре (потому что постоянно растет размер атомов и молекул, участвующих в реакциях), растет температура и давление, и звезда все более распухает. А время жизни каждой последующей стадии постоянно падает, и падает очень резко, чуть ли не на порядок при переходе к каждой последующей стадии. Наконец, когда наступает стадия железа, реакции идут с такой скоростью, что все топливо выгорает в несколько секунд. Энергия уже не успевает сбрасываться наружу даже с распухшей поверхности звезды и давление в ядре достигает сумасшедших значений. Но это в ядре, а ближе к поверхности давление меньше, потому что там реакции шли не так быстро и потому стадия железа в слоях ближе к поверхности еще не наступила.
Гравитация так сжимает вещество звезды, что создаваемое ею давление растет вглубь от поверхности к ядру. И потому всегда имеется такая точка на диаграмме давлений, в которой гравитационное давление, направленное внутрь, сравнивается с термоядерным давлением, направленным наружу. По этой причине взрыв происходит всегда таким образом, что наружу сбрасываются только те слои звезды, которые лежат выше этой точки. А все, что лежит ниже этой точки, остается в центре. И что именно останется в центре, определяется первоначальной массой звезды. Если масса была сравнима с солнечной, останется так называемый белый карлик: крошечная звездочка, которая очень быстро вращается и очень медленно остывает. Термоядерные реакции в ней уже не идут, т.к. все топливо выгорело. При наличии на поверхности источника радиоизлучения мы будем наблюдать пульсар: звезда, которая испускает излучение с этой точки постоянно, но из-за ее вращения испускаемый ею луч будет пересекать орбиту Земли дискретно, несколько десятков или сотен раз в секунду (это с такой скоростью вращается пульсар, примерно как ротор в наших электродвигателях). Если первоначальная масса была больше солнечной, но не намного, останется нейтронная звезда: почти то же самое, что и белый карлик, только вещество из-за огромной силы сжатия перейдет в нейтронную фазу (электроны гравитацией вдавливаются в протоны и возникают нейтроны). Наконец, если первоначальная масса была в несколько раз больше солнечной, остаток никакими внутренними силами удержаться не может и его гравитацией схлопывает в черную дыру.
Вот по этой причине на Земле так много железа: потому что термоядерные реакции оканчиваются на железе. А наличие более тяжелых элементов объясняется теми же самыми реакциями, которые запускают в ускорителях: разгоняют электроны, протоны или легкие ионы и пускают их на мишень, и в результате соударений разгоняемых частиц с атомами мишени возникают тяжелые элементы.
