氦聚变阶段

红巨星的核心继续收缩，而恒星的外层在恒星离开后的数亿年里继续膨胀主序．这将导致恒星的毁灭，核心坍塌并将行星的外壳驱逐到太空中，但在此之前，核心的温度会上升到开始燃烧氦所需的100,000,000 K以上。

当达到这个温度，氦聚变开始，密度热的核心开始燃烧氦，使其聚变形成碳并在这个过程中释放出巨大的能量和热量。

当氦在红巨星的核心开始燃烧时，压力已经上升到如此之高，以至于一种新的物质状态，称为电子简并物质，存在于恒星的中心。压力把自由电子挤得如此之近，以至于它们在物理上不能再被进一步压缩，并退化为a低能量的它们不能容纳更多热量的量子水平。因此，在这种电子简并物质中开始氦聚变的结果是不稳定的。电子简并物质中的气体压力不能上升，因为电子不能被推得更远;相反，通过核聚变添加到系统中的新能量使其经历了氦燃烧的快速加速，引起了称为氦闪的大规模爆炸反应。这种不受控制的氦燃烧只持续几个小时，但释放出足够的能量来扩张内核，将其密度降低到电子简并物质量子态的范围之外，使内核中的气体压力可以上升到平衡地心引力的条件下，内核稳定下来。

氦闪之后，红巨星在H-R图上改变了它的演化路径。它会停止膨胀，变得更亮，随着表面温度的升高，它的方向会反转，变得不那么亮，然后会停留在H-R图的另一个分支上，称为水平分支，在那里，恒星会在它们的核心稳定燃烧氦的时间周期内绘图。恒星在水平场中的位置取决于来自红巨星阶段的强烈太阳风吹走大部分质量后，恒星的质量还剩下多少。处于氦燃烧阶段的恒星位于一条水平线上，因为它们的特征都是相似的光度，尽管质量较大的恒星在这一阶段的表面温度较低。

在氦闪光之后，氦在恒星的核心迅速燃烧，产生碳，在核心形成碳灰壳。核心的高温有助于氦快速燃烧，直至耗尽，在氦闪光后的几千万年内耗尽氦燃料。核心里的碳不断积聚和收缩，释放出重力势能，在收缩过程中不断升温，氦燃料逐渐耗尽。这种较高的温度导致核心周围的壳层中氦燃烧得更快，然后逐渐被一层氦包围燃烧着氢壳层和恒星表面下未燃烧的壳层。这一阶段的高温导致未燃烧的外壳膨胀，再次成为一个巨大的红巨星，这一次燃烧了内核中的氦。当恒星第一次成为红巨星时，氦的燃烧比氢的燃烧要快得多，恒星在H-R图上沿着不同的路径移动，称为渐近巨星分支。这一阶段更高的光度和半径将这颗恒星归类为红色超巨星。碳核继续缩小，而燃烧氦和氢的壳层逐渐向外移动，达到更高的温度和光度。这种强烈的、狂暴的燃烧标志着这颗恒星结束的开始;它的死亡即将来临。

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