Miért akkor roskad össze egy csillag, amikor a belsejében elfogy a tüzelőanyag? Amíg tart a fúzió, addig miért nem?

Egy fórumból idézek, szóval nem a leghitelesebb, de korrektnek tűnik.

"Ha kevés az energiatermelés, akkor jön a mag összeroskadása. Az utolsó fokozat, a vas- és izotópjai, ekkor keletkeznek. A folyamat egyes számítások szerint valóban akár néhány másodperc, más modellek szerint néhány óra alatt lezajlik. Utána nincs tovább energiatermelés, jön a kollapszus. Ha a csillag tömege aránylag kicsi, az elektronok a protonokba nyomódnak (nem a legjobb szó), egy neutroncsillag jön létre, amely ultrakompakt. Megállítva a zsugorodást, az egész hatalmas befelé zuhanó mozgási energia "visszapattan" a neutronmagról, és a lökéshullám lesöpri a csillag külső anyagát. Ezt észleljük szupernóva robbanásnak, és az epicentrumban esetleg egy gyorsan forgó neutroncsillagot, pulzárt észlelünk (ha felénk mutat a poláris jet)

A robbanás pontos mechanizmusa nem ismert, de számos megfigyelés és szuperszámítógépes szimuláció alapján a robbanás nem gömbszimmetrikus, hanem inkább picit aszimmetrikus. Ezen kívül a robbanó gócokban fluktuációk, turbulenciák figyelhetők meg, ami egyáltalán nem "sima", belülről kifelé tartó "réteges" égést feltételez, hanem annál jóval bonyolultabbat. A már nagy sebességgel kidobott anyagfelhőt utolérhetik további detonációszerű lökéshullámok is, így az anyagfelhő kiterjedés közben is fuzionálhat stb...

Ezen felül a robbanás helyén nem mindig marad neutroncsillag. Az aszimmetria-elv értelmében előfordulhat, hogy a csillag teljes centrumvidéke felrobban, nem hagy hátra semmit.

Ellenben ha a csillag tömege elég nagy, nem történik robbanás, az egész anyag összeroskad, túljut a neutroncsillag állapoton, és a gravitációja legyűri az anyagszerkezetet, egy általunk ismeretlen állapotba kerül, aminek csak a tömege marad észlelhető, helyesebben a környezetre gyakorolt hatása. Fekete lyuk lesz."

[link]

(Egy kiegészítés: A fehér törpe állapot kimaradt innen, csak a neutroncsillagokat említi.)

A végső pillanatban az összeomlás hatására a mag hőmérséklete az egekbe szökik, ami nagyon nagy energiájú gamma-sugarakat bocsát ki. Ezek a fotonok több százezer/millió éves magfúziót fordítanak vissza, ebben a szakaszban a mag már összehúzódott az "elfajult" elektronok szintje alá, és mivel továbbra is összehúzódik, a protonok és az elektronok kénytelenek neutronokat létre hozni, óriási mennyiségű neutrínót szabadítva fel, amik jelentős mennyiségű energiát hordoznak, és a mag további lehűlését és összehúzódását okozzák.

Az összehúzódás végül leáll, amikor a mag sűrűsége meghaladja azt a pontot, ahol a neutronok és protonok atommagokba "vannak csomagolva". Mivel nagyon nehéz az anyagot a nukleáris sűrűség ezen pontján túlra tömöríteni (az erős nukleáris erő visszataszítóvá válik), ezért az összeomló mag legbelső részeinek összehúzódása lelassul és végül visszapattan, ezzel egy kimenő lökéshullámot hoz létre, ami megfordítja az anyag beeső mozgását, és kifelé felgyorsítja azt.

A lökéshullámnak a csillagon keresztüli terjedésében segédkező neutrínók a mag szélsőséges körülményei között nagy mennyiségben jönnek létre, az összeomló mag szélsőséges sűrűsége alatt egy kis részük csapdába eshet a táguló lökéshullám mögött, amivel növelik a lökéshullám mögötti hőmérsékletet és nyomást, ezzel fokozva a kifelé történő mozgást.

A lökéshullám áthaladása olyan mértékben tömöríti a csillag anyagát, hogy egy teljesen új nukleoszintézis (elemek képződése) következik be, majd néhány óra alatt a csillag felszínét elérve kivetődik a csillagközi térbe, és - a mag tömegétől függően - egy neutroncsillag vagy fekete lyuk marad hátra.