答：鐵原子擁有最穩定的原子核，是核聚變與核裂變的“終點”，大質量恆星內部的核聚變到鐵就停止了，最後在恆星中心形成一個不穩定的鐵核，但是中小質量恆星由於溫度太低，聚變過程根本到達不了鐵元素。

我們宇宙元素丰度最高的是氫元素和氦元素，分別是73.9%和24.0%，兩者一共佔了宇宙所有元素的97.9%，在萬有引力的作用下，宇宙中大量的氫元素和氦元素聚集，最後塌縮為一顆恆星。

氫燃燒

恆星內部擁有極高的壓力和溫度，聚變反應當中氫元素的聚變是最容易發生的，大約需要1000萬度的高溫，所以每一顆恆星最開始都是進行著氫元素向氦元素的聚變，其產物是氦元素。

比如我們太陽就處於這個階段，該階段也稱作P-P鏈反應，此時其他核聚變反應途徑也在進行，但是以氫元素的聚變為主，氫元素的燃燒非常緩慢，比如我們的太陽將持續100億年氫元素為主的核聚變過程。

氦燃燒

當恆星內部溫度上升到1億度時，氦元素將發生聚變，生成更重的元素，聚變過程也更加複雜，產物主要以碳和氧為主，還有一些氖元素等等。

碳、氖、氧燃燒

當恆星內部溫度達到8億度後，碳開始燃燒；達到15億度後，氖開始燃燒，達到18億度後，氧開始燃燒；其產物主要是矽元素，其他還有鈣、硫等等元素。

這幾個過程的燃燒非常迅速，釋放的能量相當巨大，於是恆星內部的溫度急劇升高，此時恆星也將膨脹為一顆紅巨星，直徑擴大幾十到幾百倍。

矽燃燒

對於大質量的恆星，在演化末期溫度會變得極高，最終將引發矽元素的聚變反應，其產物主要是鐵，一旦恆星內部有鐵元素生成，就意味著恆星的末期快到了，此時恆星變得極不穩定。

聚變生成的鐵元素在大質量恆星的內部聚集，最終在中心形成一個巨大的鐵核心，由於鐵元素無法繼續聚變，所以恆星釋放的能量將越來越弱，在恆星強大的引力作用下，引力逐漸佔據主導，一旦達到臨界狀態，恆星就會徹底失衡，恆星體積急劇收縮，然後發生反彈，引發超新星爆炸。

以上就是一顆恆星的演化過程，大質量恆星會經歷所有的過程，最終生成鐵元素；但是對於中小質量恆星來說，其核心溫度有限，可能進行到某步就停止了。

以我們的太陽為例，太陽屬於中等質量恆星，目前主要進行著氫元素的聚變，預計在55億年後，將引發氦元素的聚變，屆時太陽也將演化為一顆紅巨星，其表面也將延伸到地球軌道處，隨後太陽核心溫度無法引發碳、氖、氧的聚變，所以最終形成以碳、氖、氧為主的白矮星。

對於更小質量的恆星，在氫元素聚變結束後，其內部溫度甚至無法引發氦元素的大量聚變，最終形成以氦元素為主的白矮星。

根據人類現今科學，無法回答此問題。

恆星的存在原理人類是無法知道的，要說知道，那只是猜想，現今結論全部不可相信。

我本人對此問題的猜想是：恆星核聚反應後，最終生成鐵，但無法知道為什麼最終生成鐵。

鐵具有磁性，這個磁性吸引著恆星周圍的一切行星，太陽就是這個特性！

這也解釋了為什麼太空中有鐵隕石的存在，有時還墜落在地球上！讓拾到者發一筆財

鐵原子核的結合能最高，從鐵聚變到更重的元素不會釋放能量，只會吸收能量。所以說，核聚變的最終元素是鐵，是指正常情況下的核聚變，從輕核一路聚變到鐵為止。

恆星外部的物質受引力作用坍縮到核心，引力勢能轉變成動能，造成核心溫度和壓力急劇增加，引發了更多聚變反應，大量比鐵還重的元素就是在這個過程中產生的，當然，這些都是吸能反應。

大鐵塊是形成不了的，最後的歸宿是黑洞。

為什麼核聚變的最終元素是鐵，恆星會變成一個大鐵球嗎？

在宇宙誕生之後不久，各種物質在萬有引力以及電磁力的作用下互相吸引，並逐漸演化成了形形色色的天體。因為已知的宇宙中，氫元素的丰度遠遠超過了其他的所有元素，所以宇宙中那些體型較大的天體，其氫元素的含量總是非常高的。

萬有引力雖然是自然界最弱的力，但是它只有吸引力，還可以無限疊加，並且它的作用範圍在理論上可以達到無限遠，因此當一個天體的質量達到一定程度的時候，萬有引力就會起到主導作用，它的目標只有一個，就是無限地將天體向內壓縮。

我們都知道，壓縮是會產生熱量的，所以在那些大型天體的核心，必定都是高溫高壓的環境。高溫可以使原子的運動速度增加，高壓可以縮小原子的活動空間，當溫度和壓強都很高的時候，天體內部的原子核就會不避免地發生融合。

於是小的原子核融合成了大的原子核，並且因為質量虧損而釋放出大量的能量，這個過程就被稱之為“核聚變”。通常情況下，我們把這種因為自身重力而在其內部點燃核聚變的天體，稱為“恆星”。

越重的元素，其發生核聚變的條件就越高，因為氫是最輕的元素，所以恆星的核聚變通常都是從氫的核聚變開始。核聚變產生的能量會暫時阻止恆星坍塌程序，但一旦當前的核燃料用盡，恆星內部的抵抗力就會消失，這時恆星就會繼續坍塌。

進一步的坍塌就會產生更高的溫度以及壓強，這可以使更重的元素髮生核聚變，這時恆星的坍塌程序又暫停了，直到這種元素耗盡，然而再繼續進行……

我們可以看到，如果一顆恆星的質量足夠大，那麼在它的核心就會啟動一輪又一輪的核聚變，並生成越來越重的元素。

但這個過程不是無限進行的，這是因為並不是所有的元素髮生核聚變時都會釋放出能量，當核聚變進行到鐵元素的時候，核聚變反應就變成了吸能反應，也就是說，所有恆星的核聚變只能進行到鐵元素。

現在就有了一個問題：既然鐵是核聚變的最終元素，那麼恆星會變成一個大鐵球嗎？

從前面所講的我們可以知道，恆星的內部隨時存在著兩種力量的較量，其中一方是自身重力向內壓縮，另一方是核心核聚變向外輻射，只有在這兩種力量保持平衡的時候，恆星才可以穩定地存在。

而當恆星的核聚變進行到鐵元素的時候，其內部就會驟然失去抵抗自身重力的力量，這會導致恆星的外部物質以極快的速度向內坍塌，從而引發威力巨大的超新星爆發。

簡單地講，就是恆星根本沒有機會積累到足夠的鐵元素，在變成一個大鐵球之前，恆星早就發生超新星爆發了！也正是因為如此，很多人都將鐵元素稱為“恆星的殺手”。

請哪位哥們告訴我一下，為什麼核聚變的最終元素是鐵，恆星會變成一個大鐵球嗎？

恆星聚變的最終元素確實是鐵，但鐵卻不是最終的元素，而恆星呢也會成為一個鐵球，但卻不全是鐵球，要理清這個關係，必須來了解下這個過程。

元素的秘密

元素是怎麼誕生的？也許很多朋友會啞口無言，因為這問到了一個本質問題，根據現代天文理論，最早的元素誕生於宇宙大爆炸，也就是從宇宙從一個能量的濃湯中溫度下降到夸克膠子相變溫度以下時，夸克和膠子誕生，溫度繼續下降，夸克和膠子結合組成了重子，到3分鐘宇宙溫度下降10億K時，質子與中子結合，形成大量氫原子，以及少量氦原子與微量鋰原子核，但真正的元素需要等宇宙37.9萬年以後冷卻到捕獲電子構成原子時。

元素與元素之間的真正差異在哪裡？

從宏觀來看，元素之間的差異千變萬化，我們無從說明各種元素之間的差異，但從微觀角度來看它們之間的差異其實挺有規律的

不同元素之間的差異就是質子數不一樣同位素之間的差異就是中子數不一樣

元素的化學屬性則和質子數、中子數以及核外電子排布都有關係，這個就不如元素和同位素之間差異那麼有簡單直接了。

恆星的秘密

宇宙中最豐富的元素是氫，而氫還是唯一一種將同位素單獨命名的元素，分別是氕氘氚：

這三種看起來差不多同位素化學特性差別也挺大，但它們的物理屬性差異比化學屬性還大，這是為啥？因為自然界中含量約0.02%的氘聚變門檻是所有元素中最低的（只需要10^6K，不過氘和氚更低，但氚容易衰變，自然界含量極其微量），傳說中的褐矮星（13個木星質量以上）的核心即可達到氘聚變的條件：

D + D → T + p + 4.03MeV)

D + D → 3He + n + 3.27MeV

在氘燃燒後也許在更大的褐矮星核心還能達到鋰聚變的條件，因為鋰燃燒需要2.5×10^6K的溫度，鋰6和鋰7與質子聚變生成鈹7和鈹8，即使這樣褐矮星中的氘以及後續的鋰也僅僅足夠聚變數千萬至上億年就結束了，甚至不足以讓褐矮星發光，僅僅只能在紅外波段看到它。

足夠質量的恆星是產生各種元素的關鍵

質量足夠意味著引力坍縮能提供的高壓高溫環境足夠，因為氕這種元素只有一個質子，無中子調和的情況下，兩個質子要克服庫侖力靠在一起太難了，好在量子力學發現了量子隧穿效應（喬治·伽莫夫在1928年推匯出了伽莫夫因子，給出了兩個原子核足夠接近時的強作用力可以克服庫倫障壁的量子力學公式），否則天文學家抱著計算草稿發呆呢，因為他們計算的結果是太陽的核心不足以維持氕氕聚變。

質子鏈反應憑著運氣跨過了最難的一關，之後就順當了，從氕到氘，在到氦三和氦四，然後就元素聚變的速度越來越快，週期越來越短，當然所需要的環境也越來越高，下圖是各個過程的產物以及所需的條件：

而從氦四開始的元素聚變過程則如下：

氦-4 → 鈹-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 鎂-24 → 矽–28 → 硫–32 → 氬–36 → 鈣–40 → 鈦–44 → 鉻–48 → 鐵–52 → 鎳–56

很多朋友認為只能到鐵，其實大質量恆星內部可以演化到鎳-56，但鎳-56會以β+衰變成為鈷-56，再經過77.3天又衰變為成鐵-56，因此說到鐵元素也沒錯，因為最終還是鐵嘛，不過等到鎳-56產生，恆星的壽命就以分鐘倒計時了，鐵核坍縮，超新星爆發。

我們從這個元素比結合能曲線中能看到，鐵元素是峰值，之前的元素曲線上上升的，這表示這些元素的原子和結合都能釋放能量，而到了鐵元素之後，結合反而需要吸收能量，因此元素聚變到鐵（鎳-56）戛然而止，恆星的發展到了一個非常重要的階段。

不過超新星爆發前夕的恆星卻不是大鐵核，而是由外到內的一個洋蔥結構，大致就是元素的聚變順序，只有中心部分才是個大鐵球，為什麼會這樣呢？這是因為各種元素聚變的溫度要求是不一樣的，如前文表格，而恆星更靠近核心的位置溫度與壓力越高，更容易達到下一個元素的核聚變，當然上圖中的比例是不對的，因為這個洋蔥結構中，氫殼佔了絕大部分。

不過這個大鐵球可支撐不了多久，因為隨後就是超新星爆發。

S-過程和R-過程

其實這是分別在恆星不同階段發生的兩個過程，放在一起是因為前者為慢中子捕獲，一般發生在恆星階段，後者是快中子捕獲，發生在超新星爆發階段：

慢中子捕獲：S-過程快中子捕獲：R-過程

恆星那個內部聚變時都會產生中子輻射，因此輕元素的原子核就有可能捕獲到中子，而中子多了並不穩定，會發生β衰變，放出一個電子和中微子，變成一個質子，此時這個元素質子數+1，成了一種新的元素，而在這個過程中一直都會可能發生，因此在恆星核心聚變到鐵元素之前，就已可能存在部分比鐵重的元素，這是S過程產生的。

快中子捕獲發生在超新星爆發時刻，R-過程需要以鐵為種核的連續快中子捕獲，之後的β衰變與產生新元素的方式和S-過程沒有差別，兩者一起各貢獻了比鐵重元素的一半比例。

超新星過程中R過程儘管能產生大量比鐵重的元素，但從數量與比例上來看仍然無法和中子星媲美，因為中子星有碰撞的R-過程，也有脫離中子星束縛後的自由中子衰變，這些過程一起為中子星碰撞貢獻了難以計數的重元素。

鐵元素

要了解這個問題，首先我們就應該對原子核有一定的瞭解。不過，這之前，我們先來回顧一下：原子結構。其實初高中的時候，我們也學過，原子由電子和原子核構成，而原子核則是由質子和中子構成。

其中，化學反應是在原子層面，這句話應該如何理解呢？說白了就是，元素的化學性質取決於核外電子，整個反應並不會觸及到原子核。

瞭解這些之後，我們再來說一說恆星的燃燒，它其實是核心在發生核聚變。那為什麼恆星的核心可以聚變呢？說白了，就是因為恆星都很大，尤其是質量很大，比如太陽的質量就佔到了整個太陽系總質量的99.86%以上。

在太陽核心引力作用下，溫度急劇上升，壓強也急劇上升，導致它的核心溫度達到了1500萬℃，壓強是200多萬個大氣壓。

這時候，恆星核心的物質就不再是簡單的氣態，固態，液態了，而是一種叫做等離子態的狀態。啥意思呢？你可以理解成，溫度特別高，高到電子都受不了，自己玩自己的去了，所以，整個恆星核心就是原子核和電子在亂跑。

而核聚變說白了是在原子核層面進行的，而不是在原子層面進行的，這是和化學反應有區別的。

所以，鐵元素原子本身並不算穩定（這裡指的是化學性質的不穩定），但是鐵原子核特別穩定（這裡指的是核聚變和核裂變層面的穩定。）。意思是說：如果你想掰碎一個原子核，是需要能量的，我們管這個叫做比結合能，而在整個元素週期表中，想要掰碎鐵原子核是最難的，所以，鐵原子核是比結合能最高的原子核。

科學家發現，在大自然中，原子序數在鐵之前的元素原子核都可以聚變成原子序數更高的元素原子核，並且釋放出大量能量，這就是核聚變反應，氫彈就是這個原理。而比鐵原子序數更高的元素原子核有裂變的傾向，可以透過核裂變使得自身的原子序數降低，並釋放能量，原子彈就是這個原理。

唯獨鐵原子核，你要讓鐵來發生核聚變反應，條件是十分苛刻的，而且最後發生反應所需要的能量，比核聚變後產生的能量還少得多。發現沒有？上面我們提到的核聚變和核裂變其實都是在釋放能量，只有到了鐵原子核這裡，需要吸收能力，變成了一個入不敷出的過程，這就使鐵原子核成為了最穩定的元素原子核。

巨型洋蔥頭

那麼問題來了，恆星真的會最後變成一個大鐵球麼？實際上，這個觀念也對也不對。具體是這樣的，恆星的核聚變反應都是在恆星核心發生的，也就是說，如果最後無法觸發鐵原子核發生核聚變反應，那麼理論上應該是恆星的核心是鐵元素原子核，而不是說整個恆星都是鐵元素原子核。

不僅如此，那些最終可以走到鐵元素原子核的核聚變反應的恆星，一般都是質量大於10倍太陽質量的恆星。這時候的恆星有個外號叫做：巨型洋蔥頭。該如何理解呢？

其實是這樣的，由於原子序數的上升，元素髮生核聚變反應的條件就會變得艱難，氫核聚變反應只需要1000萬度，而到了氦核的核聚變反應需要2億度，而生成鐵原子核的核聚變呢？則需要30億度。

如果一顆恆星的核心達到了30億度，實際上，它的外層的溫度也會特別特別高，所以，這一類恆星是分層的，每一層都在發生核聚變反應，這就像洋蔥一樣，一層一層 的。

而當反應條件達到了鐵核聚變時，恆星的核心就會在引力的作用下，收縮成一箇中子星或者黑洞，而外層則被核聚變反應一下子炸開，也就是超新星爆炸。

因此，恆星最終並不都是鐵球，這取決於恆星的質量，質量小的會停在原子序數比較小的程度，比如太陽未來是無法觸發碳、氧核聚變的，它的核心核聚變就到了氦核聚變就結束了。

只有少數10倍太陽質量以上的恆星，它們的核心是會核聚變反應一步步走到鐵，並最終超新星爆炸，變成一顆中子星（也可能是黑洞，黑洞內部是什麼我們還無法得知，在這裡就不討論了。），而此時的中子星內部的結構我們現在還無法完全確定，但我們能確定的是，它絕對不是鐵球，更像是一顆中子球。