Etter to millioner år tar forsyningen av helium i de sentrale delene slutt, og den røde kjempen går over til karbonforbrenning. Temperaturen i kjernen øker til 810 millioner kelvin og lysstyrken øker fra  ganger solens nåværende lysstyrke til  ganger. Den økte energiutstrålingen fra karbonforbrenningen får stjernen til å svelle ytterligere opp til en rød superkjempe. Karbonforbrenningen øker også utstrålingen av nøytrinoer. Restproduktene fra karbonforbrenningen, neon og magnesium, synker ned til midten av stjernen hvor de akkumuleres. I stjernen skjer nå en sjiktet forbrenning. I de ytre delene av kjernen skjer hydrogenforbrenning. Lengre inn i kjernen skjer heliumforbrenning, mens innenfor denne finnes det et nivå med karbonforbrenning.