Géante rouge
Toutes les nouvelles étoiles changent l’hydrogène en hélium par fusion nucléaire. Cela produit beaucoup d’énergie (par exemple de la lumière et de la chaleur). Dans une étoile normale, comme notre Soleil et toutes les autres étoiles de la séquence principale, ce changement se produit au centre même de l’étoile. Tôt ou tard, presque tout l’hydrogène au centre s’est transformé en hélium. La réaction nucléaire s’arrête alors. Le centre va commencer à rétrécir en raison de la gravité de l’étoile. Ainsi, la couche située juste à l’extérieur du centre devient plus chaude. Cette couche contient encore de l’hydrogène. Cet hydrogène va fusionner pour donner de l’hélium.
Avec cette nouvelle source d’énergie, les couches extérieures de l’étoile vont devenir beaucoup, beaucoup plus grandes. L’étoile va devenir plus brillante, parfois jusqu’à dix mille fois plus brillante que lorsqu’elle était sur la séquence principale. Comme l’extérieur de l’étoile est plus grand, l’énergie sera répartie sur une surface beaucoup plus grande. De ce fait, la température de la surface va baisser et la couleur va passer au rouge ou à l’orange.
La phase de géante rouge est temporaire. Elle est plus courte que les milliards d’années qu’une étoile passe sur la séquence principale. Bientôt (dans seulement quelques centaines de millions d’années), les géantes rouges commenceront à fusionner l’hélium pour fabriquer d’autres éléments comme le carbone, l’azote et l’oxygène. Certaines de leurs couches externes se dissiperont, laissant le gaz et la poussière interstellaires autour de l’étoile. Avec le temps, la plupart des géantes rouges deviennent des naines blanches. Les très grandes géantes rouges deviennent des étoiles à neutrons ou des trous noirs.