Une étoile morte est une étoile qui a épuisé tout son combustible pour la fusion nucléaire et est simplement le noyau de l'ancienne étoile flottant dans l'espace. La taille de l'étoile avant qu'elle n'utilise tout son combustible détermine ce qui lui arrive par la suite.
Une étoile peut devenir une naine noire, une étoile à neutrons ou un trou noir. Les étoiles de la séquence principale comme le soleil deviennent une géante rouge en fusionnant l'hélium. Ensuite, l'étoile éjecte ses couches externes, laissant un noyau interne de matière extrêmement dense soutenu par la pression de dégénérescence des électrons. Cela signifie que deux électrons ne peuvent pas occuper la même position ou le même état d'énergie en même temps. La naine blanche brille de chaleur résiduelle et finit par se transformer en naine noire.
Les étoiles de plus de trois masses solaires environ deviendront une supernova et s'effondreront sous une forme encore plus compacte. Parce que la fusion nucléaire ne peut plus outrepasser la gravité, les atomes de l'étoile s'effondrent sur eux-mêmes. Les protons fusionnent avec les électrons pour former des neutrons, qui sont ensuite si serrés qu'une cuillère à café pourrait peser autant qu'une montagne.
La gravité d'étoiles encore plus denses peut surmonter même la pression de dégénérescence des neutrons. Parce qu'aucune force après la pression de dégénérescence des neutrons ne peut contrecarrer la gravité, l'étoile s'effondre en un seul point dans l'espace. Sa vitesse d'échappement est si grande que même la lumière ne peut pas s'échapper. Le trou noir qui en résulte est une déchirure dans l'espace-temps qui entraîne la perte à jamais d'objets et d'informations.
