2.4. Nachhauptreihenentwicklung-
Der Weg der Sterne in das Gebiet der Roten Riesen
und ihre weitere Entwicklung

 
 Ein Stern verläßt die Hauptreihe mit Beendigugng der Wasserstoffusion in seinem Kern. Dies ist abhängig von der Masse des Sterns, denn je größer die Masse ist, desto eher hört die Wasserstoffusion im Kern auf, weil der anfängliche Energievorrat aufgebraucht ist. Durch die Gravitation wird der Wasserstoff der Hülle nun zum Sterninneren gezogen und drückt so gegen den Heliumkern, der verdichtet wird (bei Dichten von über 1 Mill. g/cm3 entartet das Elektronengas) und sich aufheizt. Aufgrund dieser Aufheizung expandiert das Hüllengas und die Effektivtemperatur des Sterns fällt, was eine Farbänderung des Sterns nach rot zur Folge hat, während sich die Energiegewinnung durch Wasserstoffusion in eine konzentrische Kugelschalen um den Heliumkern verlagert. Jede ablaufende Energieumwandlung wird als Schalenquelle bezeichnet, wenn sie in einer Schale um einen Kern abläuft. Währendessen setzt bei massereichen Sternen (hier 7 Sonnenmassen) bei Temperaturen über 200 Mill. K ein neuer Kernprozess ein, der Drei-Alpha-Prozeß oder auch Heliumbrennen, der sich später in einer Schale um den entstehenden Kern aus Kohlenstoff und Sauerstoff, den Endprodukten des Heliumbrennens, fortsetzt. Im Hertzsprung-Russell-Diagramm bewegen sich die massereicheren Sterne nach rechts, da eine Abnahme der Effektivtemperatur im Vergleich zur Leuchtkraft erfolgt. Bei massearmen Sternen (hier 1,3 Sonnenmassen) muß erst die Entartung der Heliumkerne aufgehoben werden, damit der Prozeß einsetzen kann. Ist die Masse des Heliumkerns, der durch die Schalenquelle diese beständig vergrößert, auf 0,45 Sonnenmassen angewachsen, erreicht die Temperatur des Kerngases die Grenze für das Einsetzen des Heliumbrennens. Wegen der Entartung des Elektronengases kommt es zu einem Flash. Dabei sind die Selbstregulierungsmechanismen des Gases außer Kraft gesetzt und die Temperaturen und somit die Energieproduktion steigen beständig an. Durch die Überproduktion an Energie und die auftretende enorme Strahlungsleistung wird die Entartung der Heliumkerne aufgehoben und der Selbstregulierungsprozeß des Gases setzt wieder ein, was eine Expansion der Hülle zur Folge hat. Bei massearmen Sternen bleibt die Effektivtemperatur relativ konstant, darum bewegen sich diese im Diagramm nach oben und erreichen vor dem Flash ihren höchsten Punkt im Hertzsprung-Russell-Diagramm, im Gebiet der Roten Riesen auf dem Riesenast.
HB: Horizontalast (Population II);  C: Klumpen (Population I); gefüllte Kreise bei Nullalter-Hauptreihe, Aufbrauchen des Wasserstoffs im Kern, Beginn des Heliumbrennens,(entgütiges Einsetzen des Heliumbrennens); IS:Instabilitätsstreifen; AGB: Asymptotischer Riesenast