Ten artykuł dotyczy etapu ewolucji czerwonego karła. Zobacz też: gwiazdy typu widmowego O V, nazywane także błękitnymi karłami.

Błękitny karzeł – hipotetyczna gwiazda powstała z czerwonego karła, kiedy ten wyczerpie większość paliwa wodorowego. Tą ścieżką ewolucji może podążyć tylko część czerwonych karłów, o mniejszej masie nie osiągną wystarczająco dużej temperatury, a o większej przekształcą się w olbrzymy^[1][2].

Czerwone karły mogą żyć nawet biliony lat (np. przewidywany czas życia czerwonego karła o masie 0,08 masy Słońca wynosi 12 bilionów lat^[1]), czyli wielokrotnie dłużej niż wynosi wiek Wszechświata, szacowany obecnie na ok. 13,82^[3] mld lat. Żaden błękitny karzeł nie mógł więc jeszcze powstać. Tak długa żywotność czerwonych karłów wynika z powolnego tempa fuzji jądrowej i konwekcji plazmy w znacznej części, a nawet w całej ich objętości. Ruch konwekcyjny plazmy powoduje, że hel nie odkłada się w jądrze, dzięki czemu czerwony karzeł może „spalić” praktycznie cały wodór^[4].

Szybkość fuzji wodoru, a tym samym i jasność, rośnie z wiekiem czerwonego karła, zwiększenie jasności może nastąpić przez zwiększenie promienia lub temperatury powierzchni. Temperatura powierzchni zależy głównie od składu chemicznego powierzchni gwiazdy, zastąpienie wodoru helem podnosi temperaturę, w pewnym stopniu temperatura powierzchniowa gwiazdy zależy od przyspieszenia grawitacyjnego w fotosferze. Całkowicie konwektywny karzeł o małej masie (<0,10 M_☉) zużyje wodór, przekształcając się w helowego białego karła; jego temperatura efektywna nigdy nie przekroczy ~6000 K, temperatury, jaką ma obecnie powierzchnia Słońca (żółty karzeł). Czerwone karły o masie ~0,2-0,25 M_☉ i większych podążą według modeli jeszcze inną ścieżką ewolucyjną: wzrost temperatury jądra, zmniejszy wypływ helu do powierzchni, co nie zwiększy przeźroczystości warstw zewnętrznych i wymusi zwiększenie promienia do ponad 1 R_☉ i przekształcenie się w olbrzyma (przypuszczalnie żółtego)^[2]. Jeśli wzrost temperatury powierzchni będzie wystarczający do wypromieniowania energii, gwiazda nie stanie się olbrzymem, ale błękitnym karłem. Taką ścieżką ewolucji podąży czerwony karzeł o masie rzędu 0,15 M_☉: na kilka miliardów lat osiągnie bardzo wysoką temperaturę i jasność ~0,1-0,3 L_☉, przekształcając się w błękitnego karła, zanim stanie się białym karłem^[1][2]. Jest to możliwe, gdy przeźroczystość zewnętrznych warstw gwiazdy nie zmniejsza się ze wzrostem ich temperatury^[1][5]. Ostatecznie, po wyczerpaniu całego zapasu wodoru błękitny karzeł stanie się helowym białym karłem.

• brązowy karzeł