核心温度升高。如果恆星的质量，当它在主序带时，低于0.5倍太阳质量，一般认为核心的温度永远不会达到氦融合所需要的温度，因此他将维持在氢融合状态下的红巨星，直到做终成为一颗氦的白矮星否则，当核心的温度达到约10 K，在核心的氦将经由3氦过程融合成为碳和氧。氦融合产生的能量导致核心的膨胀，这会导致围绕在核心外的氢融合层压力降低，这也减低了能量的代谢率。恆星的亮度降低，外层再度收缩，恆星离开了红巨星分支，其后续的演化将取决于它的质量。如果质量不是太大，它可以进入赫罗图上的水平分支，或是它的位置可能将在图中的回