Karbon yakma işlemi, muazzam sıcaklık ve basınç koşulları altında büyük yıldızların çekirdeğinde gerçekleşen bir nükleer reaksiyondur. Karbon yanması sadece bir yıldızın ömrünün sonuna doğru başlar. Bir yıldızın sonunda karbonun yanmasını başlatmak için çekirdeğinde yeterli basınç oluşturması için, doğumunda en az dört güneş kütlesi içermesi gerekir. Karbon yanması ancak yıldızın hidrojenin büyük kısmı ve helyumun yanmasından sonra başlar.
Evrendeki en bol bulunan element hidrojendir. Böylece, çoğu yıldız yaşamlarına çoğunlukla hidrojenden başlıyor. Nükleer füzyon genç bir yıldızın çekirdeğinde tutuşmaya başladığında, hidrojen yavaş yavaş yanmaya başlar, atom çekirdeği pp zincirinden helyuma karışır - yıldızlarda Güneş'in kütlelerinin altında veya daha büyük yıldızlarda - CNO döngüsü . Bu, her gün dışarı çıktığımızda gördüğümüz Güneş'in ısı ve ışığını üreten nükleer reaksiyondur.
Yıldızın boyutuna bağlı olarak, nükleer yakıtını farklı oranda yakar. Daha büyük yıldızların daha yoğun ve daha sıcak merkezleri vardır ve yakıtlarını daha hızlı yakarlar. En büyük yıldızlardan bazıları, hidrojen yakıtlarının çoğunu sadece birkaç milyon milyon yıl içinde tüketirken, Güneş'in 4,5 milyar yıl boyunca hidrojeni kaynatmaya devam etmesi ve en hafif yıldızların trilyon yıl boyunca hidrojeni kaynatması bekleniyor. Helyum "kül" yükseldikçe, helyum tutuşmasına neden olacak şekilde kritik yoğunluğa ulaşır. Helyum yanmasının yan ürünleri karbon ve oksijendir.
Milyonlarca yıllık helyum yanması boyunca yıldızın çekirdeğinde karbon ve oksijen biriktiğinde, nihayetinde helyumun büyük bir kısmı tükenir ve yıldızın çekirdeği soğur ve daha fazla nükleer enerji üretemez. Bu soğutma, çekirdeğin büzülmesine neden olarak yoğunluğu ve basıncı arttırır. Dört güneş kütlesinin üzerindeki yıldızlarda, karbon yanması için gerekli sıcaklık ve yoğunluğa ulaşılır. Bu, yıldızın çekirdeğini ısıtır ve kırmızı bir süperstan olmak için genişler.
Karbon yanması, evrendeki karbondan daha ağır elementlerin bulunmasının ana nedenlerinden biridir. Ana reaksiyon birkaç bileşenden oluşur. Birinde, iki karbon çekirdeği bir neon atomu ve bir helyum atomu oluşturmak için birleşir. Sonunda, bunlar sodyum ve hidrojene, sonra magnezyum ve serbest bir nötrona ayrılır. Yıldızın çekirdeğinde eşzamanlı olarak devam eden tüm nükleer işlemler nedeniyle, büyük miktarda neon, oksijen ve magnezyum üretilir. Tüm karbon yakma işlemi sadece yaklaşık 1000 yıl sürer.
Yıldız dört ila sekiz güneş kütlesi kütlesine sahipse, karbon yanması dışarı çıktıkça dış tabakasını dışarı atar, gezegenimsi bir bulutsu oluşturur ve beyaz cüce çekirdeğini geride bırakır. Sekizden fazla güneş kütlesine sahipse, sonunda masif yıldızların evrimindeki bir sonraki aşama olan neon yakmaya başlayacaktır.
