Credit: ESA/JAXA
Wanneer de waterstofbrandstof in het centrum van een ster is uitgeput, beginnen nucleaire reacties zich naar buiten te verplaatsen, de atmosfeer in, en verbranden de waterstof die zich in een schil rond de kern bevindt. Als gevolg daarvan begint de buitenkant van de ster uit te zetten en af te koelen, waardoor hij veel roder wordt. Na verloop van tijd verandert de ster in een rode reus en wordt hij meer dan 400 keer zo groot als hij oorspronkelijk was.
Tijdens hun expansie slokken rode reuzen sommige van hun nabije omringende planeten op. In het geval van de zon betekent dit het vurige einde van alle binnenplaneten van ons zonnestelsel, waartoe ook de aarde zou kunnen behoren; maar maak je geen zorgen, dit zal pas over 5.000.000.000 jaar gebeuren.
Terwijl de atmosfeer van de ster groeit, krimpt zijn kern door de zwaartekracht. De temperatuur en de druk in het midden nemen toe, totdat de kernfusie weer kan beginnen, maar nu met helium als brandstof in plaats van waterstof.
Nu de ster wordt aangedreven door helium, worden de buitenste lagen weer even normaal en begint de ster te krimpen, heter te worden en een beetje blauwer te worden. Deze fase duurt echter maar een miljoen jaar of zo, want het helium raakt snel op. Dan krimpt de kern opnieuw en deze keer begint het helium in een schil rond de kern te branden en waterstof kan in een schil daaromheen gaan branden! De buitenste lagen van de ster beginnen te groeien, koelen af en worden weer rood als hij zijn tweede rode-reuzenfase ingaat.
Wat er daarna gebeurt, hangt af van de massa van de ster. Kleine zonachtige sterren gaan over in een planetaire nevelfase, terwijl sterren groter dan ongeveer 8 keer de massa van de zon hun dagen waarschijnlijk zullen eindigen als een supernova.