Czerwone olbrzymy i białe karły to oba etapy cyklu życia gwiazd, które są od połowy wielkości ziemskiego słońca do 10 razy większe od ziemskiego słońca. Zarówno czerwone olbrzymy, jak i białe karły pojawiają się pod koniec życia gwiazdy i są stosunkowo oswojone w porównaniu z tym, co robią niektóre większe gwiazdy, gdy umierają.
Poprzednie etapy
Zanim gwiazda stanie się czerwonym olbrzymem lub białym karłem, musi przepalić większość wodoru znajdującego się w jej jądrze. Wodór jest zużywany podczas syntezy jądrowej, czyli procesu tworzenia atomu helu z czterech atomów wodoru. Im większa jest gwiazda, tym szybciej spala się dzięki dostarczeniu wodoru; Oczekuje się, że słońce przetrwa około 10 miliardów lat (przy czym 5 miliardów już minęło) na swoim wodorze.
Czerwony olbrzym
Czerwony olbrzym pojawia się, gdy gwiazda spala swój zapas wodoru i łączy hel w swoim jądrze, aby wytworzyć większe atomy, takie jak węgiel i tlen. Gdy gwiazda stapia hel, zewnętrzna powłoka znacznie się rozszerza i ochładza (jednocześnie wewnętrzne jądro staje się mniejsze i gęstsze); ta ekspansja jest tym, co nadaje czerwonemu olbrzymowi swoją nazwę, ponieważ gwiazda znacznie zwiększa swój rozmiar, podczas gdy stygnąca materia wydziela charakterystyczny czerwony odcień. W końcu ten materiał zewnętrzny ucieknie
Biały karzeł
Faza białego karła pojawia się po rozproszeniu czerwonej powłoki zewnętrznej, pozostawiając jedynie niewielką pozostałość poprzedniej gwiazdy. Dodatkowo gwiazda w końcu zabraknie helu do fuzji; jednak masa poprzedniej gwiazdy nie wytwarza wystarczającej grawitacji, aby dalej łączyć węgiel i tlen w cięższe pierwiastki, dlatego rdzeń białego karła jest obojętny. Jednak biały karzeł jest nadal bardzo gorący, dlatego wydziela jasny biały kolor.
Inne gwiazdy
Gwiazdy o masie większej niż 10 mas Słońca przechodzą przez fazę czerwonego olbrzyma; mają jednak wystarczającą grawitację, aby kontynuować łączenie tlenu i węgla w większe pierwiastki, a tym samym pomijają fazę białego karła w ewolucji gwiazd. Gdy gwiazda zacznie wytwarzać żelazo w swoim jądrze, prawdopodobnie nastąpi supernowa, która jest w rzeczywistości międzygwiezdną eksplozją, w której jądro wyrzuca materię falami. Pozostałości po supernowej mogą tworzyć czarną dziurę, która jest punktem tak gęstym grawitacyjnie, że nic nie może z niego uciec.
