L'elio si trasforma per fusione nucleare in ossigeno e carbonio. Queste reazioni generano una elevatissima quantità di calore, che fa espandere enormemente gli strati esterni della stella. Ma la superficie, espandendosi, si raffredda: la stella si trasforma in gigante rossa. Gli strati più esterni si disperdono gradualmente nello spazio, sotto forma di materiale che va a costituire le nebulose. Il nucleo si contrae: la gigante rossa si trasforma in una nana bianca, piccola e abbastanza calda, che continuerà a bruciare fino ad esaurimento del combustibile e poi si spegnerà lentamente, diventando una nana nera.