Punaiset jättiläiset ja valkoiset kääpiöt ovat molemmat tähtien elinkaaren vaiheita, jotka ovat missä tahansa puolessa maapallon aurinkoa 10 kertaa suurempana. Sekä punaisia jättiläisiä että valkoisia kääpiöitä esiintyy tähtien elämän lopussa, ja ne ovat suhteellisen kesyjä verrattuna siihen, mitä jotkut suuremmat tähdet tekevät kuollessaan.
Edelliset vaiheet
Ennen kuin tähdestä voi tulla punainen jättiläinen tai valkoinen kääpiö, sen on palava suurin osa sen ytimessä olevasta vedystä. Vetyä kuluu ydinfuusion aikana, mikä on prosessi, jolla muodostetaan heliumiatomi neljästä vetyatomista. Mitä suurempi tähti on, sitä nopeammin se palaa vedynsaannin kautta; auringon odotetaan kestävän vedyllä noin 10 miljardia vuotta (5 miljardia vuotta on kulunut).
Punainen jättiläinen
Punainen jättiläinen tapahtuu, kun tähti on palanut vedynsa kautta ja yhdistää nyt heliumia ytimessään tuottamaan suurempia atomeja, kuten hiiltä ja happea. Kun tähti sulattaa heliumin, ulkokuori laajenee ja jäähtyy huomattavasti (samalla kun sisempi ydin pienenee ja tiheytyy); tämä laajeneminen antaa punaiselle jättiläiselle nimen, kun tähti kasvaa huomattavasti, kun taas jäähdytysmateriaali antaa erottuvan punaisen sävyn. Lopulta tämä ulompi materiaali pakenee
vetovoima tähdestä ja hajoaa sumuksi, jossa materiaalia käytetään lopulta uusien tähtien muodostamiseen.Valkoinen kääpiö
Valkoinen kääpiövaihe tapahtuu, kun punainen ulkokuori on hajonnut, jättäen jälkeensä vain pienen jäännöksen entisestä tähdestä. Lisäksi tähti loppuu lopulta heliumista sulamaan; Entisen tähden massa ei kuitenkaan tuota riittävästi painovoimaa jatkaakseen hiilen ja hapen sulattamista raskaampiin alkuaineisiin, joten valkoisen kääpiön ydin on inertti. Valkoinen kääpiö on kuitenkin edelleen erittäin kuuma, joten se antaa kirkkaan valkoisen värin.
Muut tähdet
Tähdet, jotka ovat suurempia kuin 10 aurinkomassaa, käyvät läpi punaisen jättiläisvaiheen; Heillä on kuitenkin riittävästi painovoimaa jatkaa hapen ja hiilen sulattamista suurempiin alkuaineisiin, ja siten he ohittavat tähtien evoluution valkoisen kääpiövaiheen. Kun tähti alkaa tuottaa rautaa ytimestään, esiintyy todennäköisesti supernovaa, joka on käytännössä tähtienvälistä räjähdystä, jossa ydin työntää materiaalinsa aaltoina. Supernovan jäänteet voivat muodostaa mustan aukon, joka on niin painovoimaisesti tiheä piste, ettei mikään voi paeta sitä.