Come correttamente osserva la lettrice, le reazioni nucleari in grado di sintetizzare elementi sempre più pesanti a partire da elementi leggeri, non possono produrre elementi oltre il gruppo del ferro, perché l'energia di legame per nucleone decresce per questi elementi. Per proseguire nella formazione degli elementi più pesanti è importante un altro tipo di interazione, possibile alla presenza di neutroni liberi. Questo processo consiste nella cattura di neutroni liberi da parte dei nuclei relativamente pesanti del gruppo del ferro, cattura che non è ostacolata dalla repulsione coulombiana e che può pertanto procedere anche a temperature relativamente basse. L'unico ostacolo sulla strada delle reazioni di cattura neutronica è la scarsezza di neutroni.

Supponiamo per il momento che sia disponibile una sufficiente densità numerica di neutroni (torneremo dopo su questo punto) e quindi le reazioni di cattura neutronica possano procedere. In queste reazioni, un neutrone è assorbito trasformando un dato elemento (con numero di massa A, e numero atomico Z) in un isotopo più pesante (massa A+1, carica Z) dello stesso elemento, secondo lo schema:

Se questo nucleo è stabile, allora il processo può continuare con l'assorbimento di un altro neutrone che porta a (A+2, Z), (A+3, Z), …etc. Ad un certo punto in questa sequenza, anche al primo passo ovviamente, raggiungiamo un isotopo radioattivo per decadimento beta. Un tale isotopo decade convertendo un neutrone nucleare in un protone con l'emissione di un elettrone (e di un antinuetrino) e creando così un nuovo elemento:

Se il nuovo elemento è stabile, ricomincerà la catena delle catture neutroniche. Altrimenti esso può subire una serie di decadimenti beta fino a formare un nucleo stabile con numero di massa A+N e numero atomico Z+M. In ogni caso, vengono creati elementi sempre più pesanti insieme ai loro isotopi.

Nel processo descritto sono coinvolti due tipi di reazioni – cattura neutronica e decadimento beta – e due tipi di nuclei – stabili ed instabili. Naturalmente, per i nuclei stabili è possibile la sola reazione di cattura neutronica, mentre per quelli instabili sono aperte entrambe le strade e i prodotti successivi dipendono da se o meno il nucleo ha il tempo di decadere prima della cattura di un ulteriore neutrone. Cioè le reazioni di cattura neutronica possono procedere sia più lentamente (s-process; da slow (lento) in inglese) sia più rapidamente (r-process) del decadimento beta e la risultante catena di reazioni e di prodotti sarà diversa nei due casi.

Nelle circostanze ordinarie all'interno delle stelle, il tasso di produzione di neutroni liberi, in particolare durante il bruciamento di carbonio, ossigeno e silicio, è relativamente basso; di conseguenza prevalgono gli elementi formati per mezzo del processo-s. Nelle circostanze straordinarie che invece accompagnano un evento di supernova, il tasso di produzione di neutroni liberi può diventare molto alto; di conseguenza l'elemento formato per cattura neutronica non avrà generalmente la possibilità di decadere prima di una ulteriore cattura neutronica (e così via). Naturalmente, dopo il periodo di produzione neutronica, gli elementi molto pesanti sintetizzati avranno la possibilità di decadere (emettendo sia particelle alfa che particelle beta). La sequenza di elementi formati in questo modo (processo-r) differirà in generale dalla sequenza formata dal processo-s. Una gran parte dell'astrofisica nucleare si occupa della ricostruzione della storia di questi eventi di sintesi nella Galassia per cercare di riprodurre le abbondanze osservate negli elementi della tavola periodica.

Per concludere, attualmente riteniamo che gli elementi pesanti (successivi al gruppo del ferro) si sono formati all'interno di stelle massive e sono stati successivamente espulsi in esplosioni di supernova; in particolare, con un buon livello di affidabilità, pensiamo che, per esempio, gli isotopi radioattivi dell'uranio si sono formati per cattura neutronica nel processo-r, anche se, probabilmente, gli elementi radioattivi che si trovano nel sistema solare, nei rapporti osservati, non sono stati prodotti in un unico evento di supernova.