Rote Riesen und Weiße Zwerge sind beides Stadien im Lebenszyklus von Sternen, die zwischen der halben Größe der Erdsonne und der 10-fachen Größe der Erde liegen. Sowohl Rote Riesen als auch Weiße Zwerge treten am Ende des Lebens des Sterns auf, und sie sind relativ zahm im Vergleich zu dem, was einige größere Sterne tun, wenn sie sterben.
Vorherige Phasen
Bevor ein Stern ein Roter Riese oder ein Weißer Zwerg werden kann, muss er den Großteil des Wasserstoffs in seinem Kern verbrennen. Bei der Kernfusion, bei der aus vier Wasserstoffatomen ein Heliumatom entsteht, wird Wasserstoff verbraucht. Je größer ein Stern ist, desto schneller verbrennt er durch seinen Wasserstoffvorrat; Es wird erwartet, dass die Sonne mit ihrem Wasserstoff etwa 10 Milliarden Jahre hält (wobei bereits 5 Milliarden Jahre vergangen sind).
Roter Riese
Ein roter Riese entsteht, wenn ein Stern seinen Wasserstoffvorrat durchgebrannt hat und nun in seinem Kern Helium kombiniert, um größere Atome wie Kohlenstoff und Sauerstoff zu erzeugen. Wenn der Stern Helium fusioniert, dehnt sich die äußere Hülle stark aus und kühlt sich ab (während gleichzeitig der innere Kern kleiner und dichter wird); Diese Ausdehnung gibt dem roten Riesen seinen Namen, da der Stern stark an Größe zunimmt, während das kühlende Material einen markanten roten Farbton abgibt. Irgendwann entweicht dieses Außenmaterial dem
Anziehungskraft des Sterns und zerstreuen sich in einen Nebel, wo das Material schließlich zur Bildung neuer Sterne verwendet wird.Weißer Zwerg
Die Weiße-Zwerg-Phase tritt auf, nachdem sich die rote Außenhülle aufgelöst hat und nur ein kleiner Rest des ehemaligen Sterns zurückbleibt. Außerdem geht dem Stern schließlich das Helium aus, um zu fusionieren; Die Masse des ehemaligen Sterns erzeugt jedoch nicht genug Schwerkraft, um Kohlenstoff und Sauerstoff weiter zu schwereren Elementen zu verschmelzen, daher ist der Kern eines Weißen Zwergs inaktiv. Der Weiße Zwerg ist jedoch immer noch extrem heiß, weshalb er eine strahlend weiße Farbe abgibt.
Andere Sterne
Sterne mit mehr als 10 Sonnenmasse durchlaufen die Phase des Roten Riesen; sie haben jedoch genug Schwerkraft, um weiterhin Sauerstoff und Kohlenstoff zu größeren Elementen zu verschmelzen, und überspringen daher die Weiße-Zwerg-Phase der Sternentwicklung. Sobald ein Stern beginnt, in seinem Kern Eisen zu produzieren, tritt wahrscheinlich eine Supernova auf, die effektiv eine interstellare Explosion ist, bei der der Kern sein Material in Wellen ausstößt. Die Überreste einer Supernova können ein Schwarzes Loch bilden, ein Punkt, der so gravitativ dicht ist, dass ihm nichts entkommen kann.