Rode reuzen en witte dwergen zijn beide stadia in de levenscyclus van sterren die ergens tussen de half zo groot zijn als de zon van de aarde en 10 keer zo groot zijn. Zowel rode reuzen als witte dwergen komen voor aan het einde van het leven van de ster, en ze zijn relatief tam in vergelijking met wat sommige grotere sterren doen als ze sterven.
Vorige fasen
Voordat een ster een rode reus of een witte dwerg kan worden, moet hij het grootste deel van de waterstof in zijn kern verbranden. Waterstof wordt opgebruikt tijdens kernfusie, het proces waarbij een heliumatoom wordt gemaakt uit vier waterstofatomen. Hoe groter een ster is, hoe sneller hij door zijn waterstofvoorraad verbrandt; de zon zal naar verwachting ongeveer 10 miljard jaar meegaan (met al 5 miljard jaar voorbij) op zijn waterstof.
Rode reus
Een rode reus ontstaat wanneer een ster zijn waterstofvoorraad heeft verbruikt en nu helium in zijn kern combineert om grotere atomen te produceren, zoals koolstof en zuurstof. Terwijl de ster helium samensmelt, zet de buitenste schil enorm uit en koelt af (terwijl tegelijkertijd de binnenste kern kleiner en dichter wordt); deze uitbreiding is wat de rode reus zijn naam geeft, aangezien de ster enorm in omvang toeneemt, terwijl het koelende materiaal een kenmerkende rode tint afgeeft. Uiteindelijk zal dit buitenmateriaal ontsnappen aan de
Witte dwerg
De witte dwergfase vindt plaats nadat de rode buitenste schil is verdwenen, waardoor er slechts een klein overblijfsel van de voormalige ster achterblijft. Bovendien heeft de ster uiteindelijk geen helium meer om te fuseren; de massa van de voormalige ster produceert echter niet genoeg zwaartekracht om koolstof en zuurstof te blijven samensmelten tot zwaardere elementen, waardoor de kern van een witte dwerg inert is. De witte dwerg is echter nog steeds extreem heet, vandaar dat hij een heldere witte kleur afgeeft.
Andere sterren
Sterren groter dan 10 zonsmassa gaan door de rode reuzenfase; ze hebben echter voldoende zwaartekracht om zuurstof en koolstof te blijven samensmelten tot grotere elementen, en dus slaan ze de witte dwergfase van stellaire evolutie over. Zodra een ster ijzer in zijn kern begint te produceren, zal er waarschijnlijk een supernova plaatsvinden, wat in feite een interstellaire explosie is waarbij de kern zijn materiaal in golven uitwerpt. De overblijfselen van een supernova kunnen een zwart gat vormen, een punt dat zo zwaar is dat niets eraan kan ontsnappen.