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I giganti rossi e le nane bianche sono entrambi stadi nel ciclo di vita delle stelle che vanno da metà delle dimensioni del sole della Terra a 10 volte più grandi. Sia i giganti rossi che le nane bianche si presentano alla fine della vita delle stelle, e sono relativamente docili rispetto a quello che fanno alcune stelle più grandi quando muoiono.
Fasi precedenti
Prima che una stella possa diventare un gigante rosso o una nana bianca, deve bruciare attraverso la maggior parte dell'idrogeno che si trova nel suo nucleo. L'idrogeno viene utilizzato durante la fusione nucleare, che è il processo di creazione di un atomo di elio da quattro atomi di idrogeno. Più una stella è grande, più velocemente brucia attraverso la sua fornitura di idrogeno; il sole dovrebbe durare circa 10 miliardi di anni (con 5 miliardi già passati) sul suo idrogeno.
Gigante rosso
Un gigante rosso si verifica quando una stella ha bruciato attraverso la sua riserva di idrogeno e ora combina l'elio nel suo nucleo per produrre atomi più grandi, come carbonio e ossigeno. Quando la stella fonde l'elio, il guscio esterno si espande e si raffredda notevolmente (mentre, contemporaneamente, il nucleo interno sta diventando più piccolo e denso); questa espansione è ciò che dà il nome al gigante rosso quando la stella aumenta notevolmente di dimensioni, mentre il materiale di raffreddamento emana una tonalità rossa distintiva. Alla fine questo materiale esterno sfuggirà all'attrazione gravitazionale della stella e si dissiperà in una nebulosa, dove il materiale verrà infine utilizzato per formare nuove stelle.
Nana bianca
La fase nana bianca si verifica dopo che il guscio esterno rosso si è dissipato, lasciando solo un piccolo residuo dell'ex stella. Inoltre, la stella alla fine esaurisce l'elio per fondersi; tuttavia, la massa dell'ex stella non produce abbastanza gravità per continuare a fondere carbonio e ossigeno in elementi più pesanti, quindi il nucleo di una nana bianca è inerte. Tuttavia, la nana bianca è ancora estremamente calda, quindi perché emana un colore bianco brillante.
Altre stelle
Le stelle più grandi di 10 masse solari attraversano la fase del gigante rosso; tuttavia, hanno abbastanza gravità per continuare a fondere ossigeno e carbonio in elementi più grandi, e quindi saltano la fase nana bianca dell'evoluzione stellare. Una volta che una stella inizia a produrre ferro nel suo nucleo, è probabile che si verifichi una supernova, che è effettivamente un'esplosione interstellare in cui il nucleo espelle il suo materiale in onde. I resti di una supernova possono formare un buco nero, che è un punto così densamente gravitazionale che nulla può sfuggirgli.