Οι κόκκινοι γίγαντες και οι λευκοί νάνοι είναι και τα δύο στάδια στον κύκλο ζωής των αστεριών που είναι οπουδήποτε από το μισό μέγεθος του ήλιου της Γης έως 10 φορές μεγαλύτερο. Τόσο οι κόκκινοι γίγαντες όσο και οι λευκοί νάνοι εμφανίζονται στο τέλος της ζωής του αστεριού και είναι σχετικά ήσυχοι σε σύγκριση με αυτό που κάνουν μερικά μεγαλύτερα αστέρια όταν πεθαίνουν.
Προηγούμενα στάδια
Προτού ένα αστέρι μπορεί να γίνει ένας κόκκινος γίγαντας ή ένας λευκός νάνος, πρέπει να καεί μέσω της πλειονότητας του υδρογόνου που βρίσκεται στον πυρήνα του. Το υδρογόνο εξαντλείται κατά τη διάρκεια της πυρηνικής σύντηξης, η οποία είναι η διαδικασία δημιουργίας ενός ατόμου ηλίου από τέσσερα άτομα υδρογόνου. Όσο μεγαλύτερο είναι ένα αστέρι, τόσο πιο γρήγορα καίει μέσω της παροχής υδρογόνου. ο ήλιος αναμένεται να διαρκέσει περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια (με 5 δισεκατομμύρια χρόνια να έχουν ήδη περάσει) στο υδρογόνο του.
Κόκκινος γίγαντας
Ένας κόκκινος γίγαντας εμφανίζεται όταν ένα άστρο έχει καεί μέσω της παροχής υδρογόνου και τώρα συνδυάζει ήλιο στον πυρήνα του για να παράγει μεγαλύτερα άτομα, όπως άνθρακα και οξυγόνο. Καθώς το αστέρι συντήκεται ήλιο, το εξωτερικό κέλυφος διαστέλλεται και κρυώνει (ενώ, ταυτόχρονα, ο εσωτερικός πυρήνας γίνεται μικρότερος και πυκνότερος). Αυτή η επέκταση είναι αυτό που δίνει στον κόκκινο γίγαντα το όνομά του καθώς το αστέρι αυξάνεται πολύ σε μέγεθος, ενώ το ψυκτικό υλικό εκπέμπει μια ξεχωριστή κόκκινη απόχρωση. Τελικά αυτό το εξωτερικό υλικό θα ξεφύγει από το
βαρυτική έλξη του αστεριού και διαλύεται σε νεφελώματα, όπου το υλικό θα χρησιμοποιηθεί τελικά για να σχηματίσει νέα αστέρια.Ασπρος νάνος
Η φάση του λευκού νάνου εμφανίζεται μετά την εξάλειψη του κόκκινου εξωτερικού κελύφους, αφήνοντας πίσω του μόνο ένα μικρό υπόλοιπο του πρώην αστεριού. Επιπλέον, το αστέρι τελικά εξαντλείται από ήλιο για τήξη. Ωστόσο, η μάζα του πρώην άστρου δεν παράγει αρκετή βαρύτητα για να συνεχίσει τη σύντηξη άνθρακα και οξυγόνου σε βαρύτερα στοιχεία, επομένως ο πυρήνας ενός λευκού νάνου είναι αδρανής. Ωστόσο, ο λευκός νάνος εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά καυτός, γι 'αυτό και εκπέμπει ένα φωτεινό λευκό χρώμα.
Άλλα αστέρια
Αστέρια μεγαλύτερα από 10 ηλιακή μάζα περνούν από τη φάση του κόκκινου γίγαντα. Ωστόσο, έχουν αρκετή βαρύτητα για να συνεχίσουν να συντήκουν οξυγόνο και άνθρακα σε μεγαλύτερα στοιχεία, και έτσι παραλείπουν τη φάση του λευκού νάνου της αστρικής εξέλιξης. Μόλις ένα αστέρι αρχίσει να παράγει σίδηρο στον πυρήνα του, είναι πιθανό να εμφανιστεί ένα σουπερνόβα, το οποίο είναι ουσιαστικά μια διαστρική έκρηξη στην οποία ο πυρήνας εκτοξεύει το υλικό του σε κύματα. Τα απομεινάρια μιας σουπερνόβα μπορεί να σχηματίσουν μια μαύρη τρύπα, η οποία είναι ένα σημείο τόσο πυκνό βαρυτικό που τίποτα δεν μπορεί να το ξεφύγει.
