Annak megértése, hogy mi történik a naphoz hasonló csillag élettartamának végén, segít megérteni, hogy a csillagok miként alakulnak ki és hogyan ragyognak. A nap átlagos méretű csillag, és ellentétben egy olyan óriással, mint Eta Carinae, nem fog szupernóváként kijönni és fekete lyukat hagyni nyomában. Ehelyett a nap fehér törpévé válik, és egyszerűen elhalványul.
Csillagképzés és fő sorrend
A csillagok intergalaktikus porból születnek. Ahogy a porral, hidrogénnel és héliumgázzal töltött felhő lassan forogni kezd egy központi mag körül, a mag jobban vonzza anyagot, és a növekvő nyomás addig melegíti, amíg eléggé fel nem melegszik ahhoz, hogy a hidrogéngáz összeolvadjon egy atomreakció során. A fúziós reakciók által generált energia megakadályozza a további összeomlást, és a mag fő szekvencia csillaggá válik. A hatalmas csillagok gyorsan használják hidrogén üzemanyagukat, és akár 3 millió év alatt kiéghetnek. A naphoz hasonló csillag fő szekvenciája azonban körülbelül 10 milliárd év.
A vörös óriás fázis
Amikor egy nap méretű csillag felhasználja magjában a hidrogént, a fúzió leáll, és a hőmérséklet nem elég magas ahhoz, hogy megkezdődjön a hélium-fúzió. A külső sugárzási nyomás hiánya lehetővé teszi a mag összehúzódását. Mivel a mag összehúzódik és a gravitációs vonzerő gyengül, a külső réteg lehűl, pirosra vált és tágulni kezd, és a csillag vörös óriássá válik. A vörös óriások általában a fő szekvencia csillag átmérőjének 10–100-szorosára nőnek. Amikor a nap vörös óriás fázisába kerül, amely 1-2 milliárd évig fog tartani, akkora nagyra nőhet, hogy elnyelje a Földet.
A második vörös óriás fázis
Ahogy a vörös óriás magja összehúzódik, az elektronok olyan szorosan összepakolódnak, hogy a kvantummechanikai elvek fontossá válnak. A Pauli kizárási elve azt írja elő, hogy két elektron nem foglalhatja el ugyanazt az állapotot, és az taszító erők erősebbé válnak, mint a hőnyomás, és függetlenek a hőmérséklettől. Az anyag ebben az állapotban degeneráltnak mondható, és lehetővé teszi robbanásszerű reakciók bekövetkezését. A magban lévő hélium szénakká kezd összeolvadni, míg a magot körülvevő rétegben lévő hidrogén is héliummá válik. Ezek a reakciók nagyobb külső nyomást eredményeznek, ami a csillag még nagyobb tágulását eredményezi. Ez a második vörös óriás fázis, és körülbelül egymillió évig tart.
A fehér törpe fázis
A vörös óriás magja végül eljut egy olyan ponthoz, amelyben a kvantummechanikai elvek miatt már nem omolhat össze, és kékesen fehér fénnyel ég, fehér törpévé válik. Ekkorra a tömege hasonló az eredeti csillag tömegéhez, de átmérője körülbelül akkora, mint a Föld, tehát szupersűrű. Végül lehűl, fekete törpévé változik és elsötétül. Míg még fehér törpe, a csillag külső rétegét képező gázok lehűlnek és eltávolodnak a magtól egy bolygó ködként ismert formációban. Jól ismert példák közé tartozik a Gyűrű és a Macskaszem ködje.