Κόκκινος γίγαντας, καθώς και υπεργίγαντας είναι το όνομα των διαστημικών αντικειμένων με εκτεταμένα κελύφη και υψηλή φωτεινότητα. Ανήκουν στις όψιμες φασματικές κατηγορίες Κ και Μ. Οι ακτίνες τους είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερες από την ηλιακή. Η μέγιστη ακτινοβολία αυτών των άστρων πέφτει στις υπέρυθρες και κόκκινες περιοχές του φάσματος. Στο διάγραμμα Hertzsprung-Russell, οι κόκκινοι γίγαντες βρίσκονται πάνω από τη γραμμή της κύριας ακολουθίας, το απόλυτο μέγεθός τους ποικίλλει ελαφρώς πάνω από το μηδέν ή έχει αρνητική τιμή.
Η περιοχή ενός τέτοιου αστεριού υπερβαίνει την περιοχή του Ήλιου κατά τουλάχιστον 1500 φορές, ενώ η διάμετρός του είναι περίπου 40 φορές μεγαλύτερη. Δεδομένου ότι η διαφορά στην απόλυτη τιμή με το δικό μας φωτιστικό είναι περίπου πέντε, αποδεικνύεται ότι ο κόκκινος γίγαντας εκπέμπει εκατό φορές περισσότερο φως. Ταυτόχρονα όμως είναι πολύ πιο κρύο. Η ηλιακή θερμοκρασία είναι διπλάσια από αυτή ενός κόκκινου γίγαντα, και επομένως, ανά μονάδα επιφάνειας, το φωτιστικό του συστήματός μας εκπέμπει δεκαέξι φορές περισσότερο φως.
Το φαινομενικό χρώμα ενός αστεριού εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία της επιφάνειας. Ο ήλιος μας καίει λευκόςκαι έχει σχετικά μικρό μέγεθος, γι' αυτό ονομάζεται κίτρινος νάνος. Τα πιο ψυχρά αστέρια έχουν πορτοκαλί και κόκκινο φως. Κάθε αστέρι στην πορεία της εξέλιξής του μπορεί να φτάσει τις τελευταίες φασματικές κατηγορίες και να γίνει κόκκινος γίγαντας σε δύο στάδια ανάπτυξης. Αυτό συμβαίνει στη διαδικασία της πυρήνωσης στο στάδιο του σχηματισμού των άστρων ή στο τελικό στάδιο της εξέλιξης. Αυτή τη στιγμή, ο κόκκινος γίγαντας αρχίζει να εκπέμπει ενέργεια λόγω της δικής του βαρυτικής ενέργειας, η οποία απελευθερώνεται κατά τη συμπίεσή του.
Καθώς ένα αστέρι συστέλλεται, η θερμοκρασία του αυξάνεται. Ταυτόχρονα, λόγω της μείωσης του μεγέθους της επιφάνειας, η φωτεινότητα του άστρου μειώνεται αρκετές φορές. Αυτή ξεθωριάζει. Εάν πρόκειται για έναν «νεαρό» κόκκινο γίγαντα, τότε τελικά μια αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης από υδρογόνο ηλίου θα ξεκινήσει στα βάθη του. Μετά από αυτό, το νεαρό αστέρι θα εισέλθει στην κύρια σειρά. Τα παλιά αστέρια έχουν άλλη μοίρα. Στα τελευταία στάδια της εξέλιξης, το υδρογόνο στα έντερα του άστρου καίγεται εντελώς. Τότε το αστέρι φεύγει από την κύρια ακολουθία. Σύμφωνα με το διάγραμμα Hertzsprung-Russell, κινείται στην περιοχή των υπεργιγάντων και των ερυθρών γιγάντων. Αλλά πριν προχωρήσει σε αυτό το στάδιο, περνά από ένα ενδιάμεσο στάδιο - έναν υπογίγαντα.
Οι υπογίγαντες είναι αστέρια στον πυρήνα των οποίων οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις υδρογόνου έχουν ήδη σταματήσει, αλλά η καύση ηλίου δεν έχει ακόμη αρχίσει. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πυρήνας δεν έχει ζεσταθεί αρκετά. Ένα παράδειγμα τέτοιου υπογίγαντα θα ήταν ο Άρθουρ, που βρίσκεται στον αστερισμό Μπότες. Είναι πορτοκαλί z
παντού με φαινομενικό μέγεθος -0,1 Απέχει περίπου 36 - 38 έτη φωτός από τον Ήλιο. Μπορεί να παρατηρηθεί στο βόρειο ημισφαίριο τον Μάιο, αν κοιτάξετε απευθείας προς το νότο. Ο Άρθουρ έχει διάμετρο 40 φορές τη διάμετρο του Ήλιου.
Κίτρινος νάνος Ο Ήλιος είναι ένα σχετικά νεαρό αστέρι. Η ηλικία του υπολογίζεται στα 4,57 δισεκατομμύρια χρόνια. Θα παραμείνει στην κύρια ακολουθία για περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως οι επιστήμονες κατάφεραν να προσομοιώσουν έναν κόσμο στον οποίο ο Ήλιος είναι ένας κόκκινος γίγαντας. Οι διαστάσεις του θα αυξηθούν 200 φορές και θα φτάσουν στην τροχιά της Γης, αποτεφρώνοντας τον Ερμή και την Αφροδίτη. Φυσικά, η ζωή θα είναι αδύνατη μέχρι εκείνη τη στιγμή. Σε αυτό το στάδιο, ο Ήλιος θα διαρκέσει περίπου άλλα 100 εκατομμύρια χρόνια, μετά από τα οποία θα μετατραπεί σε πλανητικό νεφέλωμα και θα γίνει ένας λευκός νάνος.
