بمجرد استهلاك الهيدروجين في لُب النجم، يحدث احتراق الهيدروجين في غِلافٍ كروي حول لُب الهيليوم وتزداد كتلة اللُّب، وتتقلَّص وتصبح أكثر سخونة. في الشكل 1، يتحرك النجم بسرعة إلى حدٍّ ما من النقطة 2 إلى النقطة 6 على مساره، ونرى أنه خلال هذه المرحلة تزداد الإضاءة، بينما تنخفض درجة حرارة السطح. تزداد الإضاءة بشكلٍ أكبر في النجوم المنخفضة الكتلة، ذات الإضاءات المنخفضة في النسق الأساسي، ويزداد الانخفاض في درجة حرارة السطح بشكلٍ أكبر في النجوم الضخمة، ذات درجات الحرارة العالية في النسق الأساسي. في الواقع، تتشابه جميع النجوم التي وصلَت إلى النقطة 6 على مساراتها في درجة الحرارة، التي تبلغ ألفَي كلفن.
شكل 1: الإضاءة موضحة عموديًّا بوحدات الإضاءة الشمسية كدالة( ⊙L/L log ( لدرجة لدرجة حرارة السطح المؤثِّرة (أو الفعَّالة) بالكلفن log (K/Teff) للنجوم ذات الكتل الأولية المختلفة. يُظهِر العدد الكبير عند الطرف الأيسر من كل منحنًى كتلة النجم بوحدات الكتلة الشمسية. بينما في النسق الأساسي، يوجد النجم بالقرب من النقطة الموجودة عند الطرف الأيسر من منحناه. وينتقل بعيدًا عن هذه النقطة عندما يكون قد حوَّل معظم الهيدروجين في لُبه إلى هيليوم.
السبب في انخفاض درجة حرارة السطح مع ارتفاع الإضاءة، هو أن الفيض المتزايد للطاقة النووية الناشئ من قشرة الهيدروجين المحترقة ينفخ الغاز المُغلِّف للنجم ليصبح كتلةً غازية منتفخة ومتأرجحة يقل فيها انتقال الطاقة عن طريق انتشار الفوتونات إلى الخارج منه عن طريق الحمل الحراري. الحمل الحراري هو العملية التي يُسخِّن بها المِشعاع الغرف؛ حيث يرتفع الهواء الساخن الملامس للمِشعاع، ويحل محله الهواء الأكثر برودة، الذي ينزل على الأسطح مثل زجاج النوافذ والجدران الخارجية التي تكون شديدة البرودة. تؤدي إعادة هيكلة الغلاف إلى كتلة حِمل منتفخة إلى تكبير الغلاف الضوئي للنجم، وهو المجال الذي يصدر معظم ضوء النجم. يمكن للغلاف الضوئي المنتفخ أن يشع حتى الإضاءة المتزايدة بدرجة حرارة أقل من ذي قبل. بما أن النجوم في مرحلة النسق الأساسي أصغر مما ستصبح عليه بمجرد أن تستنفد الهيدروجين في اللُّب، فإنها يُطلَق عليها اسم «النجوم القزمة»، وسوف تتطور إلى نجوم «عملاقة حمراء».
عند النقطة 6 في الشكل 1 يشتعل الهيليوم في لُب النجم. في النجوم التي تزيد كتلتُها على اثنين كتلة شمسية تقريبًا، يكون الاشتعال هادئًا، ولكن في النجوم الأقل كتلةً يشتعل الهيليوم إلى حد الانفجار، ويصدر ما يُسمى «وميض الهيليوم». تؤدي الطاقة المنطلقة إلى نبضٍ عنيف في غِلاف النجم ويُقذَف جزءٌ كبير من الغِلاف إلى الفضاء بين النجوم. في النجوم ذات الكتلة الأكبر من اثنين كتلة شمسية، تعمل الآلية التنظيمية الموصوفة سابقًا في هذا الفصل بشكلٍ منتظم ويبدأ احتراق الهيليوم بهدوء. يتسبب بدء احتراق الهيليوم في اللُّب في انخفاض الإضاءة قليلًا ويصبح النجم أزرق قليلًا.
فترة حياة النجم التي يحرق فيها الهيليوم في لُبه بهدوء هي ثاني أطول فترة في حياة النجم بعد فترة النسق الأساسي. النجوم ذات الكتلة الأولية التي تصل إلى 2.5كتلة شمسية تقضي جميعها تقريبًا 130مليون سنة في هذه المرحلة. في الكتل الأكبر، تتناقص هذه الفترة بسرعة مع الكتلة، وبالنسبة إلى نجم بكتلة 20كتلة شمسية، لا تتعدى 0.6 مليون سنة.
بمجرد احتراق الهيليوم في اللُّب، يتحول إلى غلاف حول اللُّب الكربوني، بينما يستمر احتراق الهيدروجين في غلافٍ خارجي، وسرعان ما تزداد إضاءة النجم. يتضخم غلاف النجم بشكلٍ كبير، وتُطرد أجزاءٌ كبيرة من الغلاف إلى الفضاء البينجمي بسبب عدم الاستقرار المتكرر. خلال هذه الفترة، تفقد هذه النجوم معظم كتلتها الأصلية بفعل رياحٍ قوية ومتزايدة القوة. عندما يتدفَّق الغاز إلى الخارج، يبرد، وتتكثف العناصر التي تشكِّل موادَّ صلبة ذات نقاط انصهار عالية مكوِّنة حُبيباتٍ غبارية، مما يجعل هذه النجوم شبيهةً إلى حدٍّ كبير بمداخن مصانع العصر الفيكتوري.
تتحول معدلات الطرد إلى عملية انفلات؛ لأنه مع انخفاض كتلة النجم، تتناقص قوة الجاذبية التي تستطيع الاحتفاظ بالغاز مقابل ضغط الإشعاع في الغلاف. علاوةً على ذلك، تزداد إضاءة النجم؛ ومن ثَم ضغط الإشعاع مع تناقص كمية الغاز التي تغطي اللُّب الساخن بشكلٍ كبير، ويمكن تشبيه ذلك باختفاء الطبقة العازلة التي تحبس الحرارة داخل المنزل. في النهاية، يرتفع الجزء السفلي من الغلاف؛ حيث كان حرق الهيليوم، ويصبح الغلاف غلافًا متمددًا من الغاز حول النجم الذي يُضيئُه بقوة اللُّب الذي أصبح الآن مكشوفًا. يتأين الغلاف بفعل الفوتونات من اللُّب ويتوهج بشدة، وقد أصبح هذا الجِرم الآن «سديمًا كوكبيًّا» (الشكل 2)
شكل 2: السديم الكوكبي مسييه 57.
في اللُّب، توقفَت التفاعلات النووية، مما يؤدي إلى تبريدها تدريجيًّا. وقد أصبح النجم أحد النجوم القزمة البيضاء التي نجح شاندراسيخار في شرح فيزيائها في أثناء رحلته من بومباي .
النجوم التي تزيد كتلتها الأولية على 8 كتل شمسية تُشعل الكربون وتُحوله إلى سيليكون، ثم تُشعل السيليكون وتُحوله إلى حديد. وبما أن الحديد لا يمكن إحراقه، تُضطَر هذه النجوم إلى الانكماش لتعويض الحرارة المفقودة من اللُّب؛ ومن ثَم إطلاق طاقة الجاذبية. لسوء الحظ، عندما ينكمش جسمٌ ذاتي الجاذبية، ترتفع درجة حرارته المركزية، وهذا الارتفاع في الحرارة سرعان ما يثبت أنه قاتلٌ للنجم؛ إذ يشتعل فجأة ويتحول إلى كُرةٍ نارية، ليصبح مستعرًا أعظم.
