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中低质量的恒星在渡过生的主序星阶段，结束以氢聚变应之后。将在核进行氦聚变，将氦燃烧成碳和氧的三氦聚变过，膨胀成为一颗红巨星。
当红巨星的部区域迅速膨胀时，氦核受作用力却烈内收缩，压缩的物质不断变热，终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。经过万年，氦核燃烧殆尽，恒星的结构组成已经不简单了:壳仍是以氢为主的混物，而在下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核应过变得更加复杂，中附近的温度继续上升，终使碳转变为他元素。与同时，红巨星部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大，时而缩小，稳定的主星序恒星变为极
不稳定的巨大火球，火球内部的核应也越来越趋于不稳定，忽而烈，忽而微弱。时的恒星内部核实际上密度已经增大到每方厘米十吨左右，我们可以说，时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。当恒星的不稳定状态达到极限后，红巨星会进行爆发，核以的物质都抛离恒星本体，物质扩散成为星云，残留下来的内核就是白矮星
所以白矮星都碳和氧组成。核的温度可以达到燃烧碳却仍不足以燃烧氖的温度，这时就能成核氧、氖和镁组成的白矮星。偶尔有氦组成的白矮星，不过这是联星的质量损失成的。
白矮星的内部不再有物质进行核聚变应，恒星不再有能量产生。这时也不再核聚变的热来抵抗力崩溃，而是极端高密度的物质产生的电子简压力来支撑。对一颗没有自转的白矮星，电子简压力能够支撑的大质量是1.4倍太阳质量，也就是钱德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量都近这个极限的质量，有时经伴星的质量传递，白矮星可能经碳引爆过爆炸成为一颗Ia超星。
白矮星成时的温度非高，是为没有能量的来源。将会逐渐释的热量且逐渐变冷，这味着的辐射会从初的高温随着时间逐渐减小且转变成红。经过漫长的时间，白矮星的温度将冷却到度不再能见，而成为冷的黑矮星。