Reacțiile nucleare din interiorul stelei au loc fix în mijlocul ei, în miez. Doar acolo temperatura și presiunea sunt favorabile. Hidrogenul arde și se transformă în heliu. Când e prea multă cenușă, reacțiile nucleare nu mai apar. În momentul în care ele se opresc, steaua a ars între 10 și 20% din cantitatea totală de hidrogen pe care o deține. În acest moment, steaua este pe moarte.
În jurul miezului, stratul de hidrogen se va contracta și temperatura va crește. Rezultatul este că reîncepe reacția nucleară. Aceste noi reacții nucleare sunt foarte rapide și valul de presiune umflă straturile periferice ale stelei. Acest fenomen se numește „shell burning”.
În acest timp, miezul va continua să se contracte sub efectul gravitației și va transfera energie la suprafața stelei, care va continua să se umfle. Astfel, o să devină și mai rece. Diametrul stelei poate să crească și de 200 de ori, în timp ce răcirea se transferă de-a lungul radiației. steaua devine red giant. Soarele nostru va deveni red giant peste 5 miliarde de ani iar viața pe Terra va fi imposibilă.
În momentul în care intră în colaps, miezul devine din ce în ce mai fierbinte. Dacă temperatura crește cu 100 de milioane de grade, nucleii de heliu se pot uni și forma nuclei instabili de beriliu. Acești nuclei, la rândul lor, apar din carbon , care este stabil (proces numit triple alpha). Reacția poate să aibă loc dacă masa stelei este mai mare decât jumătate din masa soarelui.
Dacă masa stelei este mai mică decât 1.4 mase solare, procesul se încheie atunci când heliul este epuizat. Carbonul devine amorf și steaua începe încet încet să se stingă. Ținând cont de cerințele miezului legate de masă, toate acestea se aplică stelelor a căror masă inițială e mai mică decât câteva mase solare. Învelișul exterior al miezului este ejectat de vânturile stelare inițiate de pulsațiile miezului de cabron aflat în formare. Aprins de lumina rămasă de la stea, rămășițele acestui înveliș formează o nebuloasă planetară. Aceasta se va extinde în cosmos în câteva sute sau mii de ani.
Miezul unei stele, când rămâne fără combustibil, nu găsește cantitatea de energie necesară pentru a lupta contra gravitației, așa că intră în colaps. În mecanica cuantică, există principiul lui Pauli care împiedică doi electroni să aibă aceeași stare de energie, în același loc și și să aibă aceeași viteză. Atunci când gravitația spațiul disponibil pentru electroni – electroni care sunt delocalizați total pe măsură ce miezul stelei devine plasmă ionizată- vor fi nevoiți să ia diferite nivele de energie și diferite viteze. Relativitatea interzice vitezele mai mari decât cea a luminii, ceea ce impune o limitare superioară pentru aceste nivele de energie. Astfel, volumul ocupat de acești electroni nu poate să mai scadă. Efectul care intră în conflict cu gravitația se numește presiune degenerativă.
Steaua devine acum White Dwarf (stea albă pitică) și are cam aceeași dimensiune cu Terra, are o masă cuprinsă între 0.4 și 1.4 mase solare. Un pahar din materia unei astfel de stele cântărește peste 50 de tone. În unele cazuri, prăbușirea materiei este atât de masivă și de bruscă, încât steaua atinge limita Chandrasekar, a cărei valoare este 1.4 mase solare. În acest moment, steaua se prăbușește, presiunea internă nu mai poate să oprească forțele gravitației.
Colapsul declanșează fuziunea carbonului cu atomii de oxigen, fuziune care nu este regularizată de căldură sau de dilatarea stelei. Urmează un lanț de reacții care vor distruge steaua într-o explozie termonucleară foarte mare. În urma exploziei, nu o să mai găsim hidrogen, ci silicon. Explozia se numește supernova de tip Ia, un fenomen foarte luminos și foarte des întâlnit. Toate supernovele de tip Ia au aceeași magnitudine vizuală de -19.3, ceea ce înseamnă de 5 miliarde de ori mai luminoase decât soarele. Alte supernove mențin heliu în spectrul lor în loc de silicon, sunt numite supernove de tip Ib.
