据科学家推测，太阳内部靠近中心的地方，温度最高，压力也最高。氢聚变为氦的热核反应主要在太阳中心进行。因此，越接近太阳的中心，氢越早消耗完毕。这样，在中心部分就形成一个由氦组成的核心，叫做氦核。这个氦核随着热核反应的进行不断增大。这时候，太阳结构开始发生了变化：中央是一个氦核，外面是正在燃烧着的由氢组成的壳层，再外面是还没有燃烧的由氢组成的壳层。在那个地方，太阳中心的温度只有1500万度，密度只有每立方厘米100克，温度和压力都不够高，所以不能使氦发生核反应。因此，氦核形成以后，太阳中心部分由一个产生能量的地方变成一个不产生能量的地方。内部没有能量供应，向外的斥力减弱，斥力和引力之间的平衡遭到了破坏，引力逐渐地大于斥力，占了上风。计算表明，当氦核的质量占整个太阳质量的百分之十到百分之十五的时候，太阳内部物质就要进行一番调整，核心部分在引力作用下收缩。与此同时，在氦核收缩的时候，太阳就会释放出大量的能量。
在这些能量中，一部分的能量使氦核升温，另一部分能量则被输送到外壳。外面的太阳大气得到从里面送来的热量以后，受热膨胀，表面积迅速增大。这时，里面收缩、外面膨胀的过程进行得极快，外部热量的增加赶不上表面积的增长。这样以来，太阳表面每单位面积所发出的热量反而会比以前少。
虽然太阳的表面温度降低，而整个太阳的体积大大增加，所以太阳的光度仍然很大。到这时候，太阳已经变成一颗表面温度比较低、颜色偏红、体积很大、平均密度很小、光度很高的星。由于个儿大，发出的又是红光，所以叫做红巨星。太阳变成红巨星的时候，体积大得可以把水星都吞进去。它的光度将要比现在的太阳大几十倍。在这种情况下，地球上的气温也将升高好几倍，到那时，地球也将变成了一个人类无法居住的地球了。
在太阳变成红巨星的过程中，由于氦核的收缩，太阳中心的温度就会越来越高，密度也越来越大。等到温度升高到一亿度，密度升高到每立方厘米10万克的时候，氦开始发生热核反应，死灰复燃，重新放出大量的热量。太阳经过一次剧烈变动以后再一次稳定起来。太阳在红巨星阶段大约要维持10亿年。氦原子核聚变为碳原子核的热核反应不断进行，中心部分逐渐地变成一个碳核，等到碳核增大到一定大小的时候，又一次发生外面膨胀、里面收缩的过程。这样，太阳就会不断重复地进行着核反应。
如果太阳再一次经过剧烈变动，这种核反应在太阳内部就会一个接一个地进行。当碳核收缩，中心温度升高到六亿度的时候，碳开始热核反应，聚变为氧。碳聚变过程更快，只要一万年就结束。碳聚变反应完了以后，等到中心温度升高到20亿度的时候，氧发生热核反应，聚变为氖。氖的热核反应进行得更快，只要一年时间。像这样的反应一直到形成铁才会停止。
为什么到形成铁就会停止呢？这是因为物质密度太大，气体的性质发生了变化，再收缩的时候，温度不再升高。太阳进入红巨星阶段以后，随着热核反应一个接一个地进行，不断发生变化，时而膨胀，时而收缩，很不稳定。最后，中心温度升高到60亿度，内部会发射出大量的中微子，中微子能把大量的能量带走，剩下的能量在1000秒钟里用完。在这个时候，太阳遭受了一次巨大的灾难，引力失去了平衡力。在强大的引力作用下，太阳内部迅猛地坍缩。坍缩的时候，会发出强烈的冲击波，冲击波使太阳发生一次爆炸，把外壳猛然地抛向星际空间。与此同时，太阳内部物质就会在巨大引力下坍缩，进而变得很密，体积缩得很小，温度升得也很高，发出强烈的白光。
此时，太阳就会变成另外一种星体。由于它个子矮小，又能发出白光，我们称它为白矮星。白矮量的特点是个儿小，有的只有月亮那么大，可是它的质量却很大，光度小。人们发现的第一颗白矮星是天狼星的伴星。这颗白矮星比太阳小得多，直径只有太阳的五十分之一。但是，它的质量却和太阳的质量差不多，密度是每立方厘米175千克。后来，人们发现了更多的白矮星，其中有些白矮星的密度高达每立方厘米十几吨。这样以来，白矮星的表面重力就会很大。如果一个一百几十斤重的人，在白矮星上就会变成几十万吨。
当太阳变成白矮星以后，内部就不再进行热核反应，只有靠冷却来发光了。大约经过十亿年，能量用光，太阳变成一颗不发光，冷冰冰、又矮又小的黑矮星了。黑矮星就是太阳的结局。至于黑矮星将怎样变化下去，天文学家只提出了一些猜测性意见，一种可能是粉身碎骨，成为星际物质，弥漫在星际空间，成为形成下一代恒星的原料；另一种可能是它重新吸积周围的星际物质，重新燃烧起来，死而复生。那么，在未来，太阳会不会变成密度更大的中子星，甚至变成黑洞呢？
据科学家计算，他们认为，太阳只能变成白矮星，不可能变成中子星或黑洞。这是因为太阳内部的质量不够大，以致坍缩的压力不够，物质不可能压得像中子星和黑洞那样密。总之，太阳的后半生将会走上从红巨星经过爆发到白矮星，再到黑矮星的道。
10.绕太阳运行的神秘天体
英美科学家们惊奇地发现，已经飞行很久的“先锋10”，宇宙探测器竟给他们带来一个令人振奋的消息就是：一个新的天体正围绕着太阳运行。
虽然观测者还没有见到这一天体，但他们坚信它的存在，因为“先锋10号”的轨道因它而发生了变化。
科学家们推断，如果这一发现属实，那么它将成为因重力而被发现的太阳系中的第二颗行星。于是，1846年，科学家第一次发现了海王星。在1787年，科学家发现了天王星，后来，在天王星轨道出现异常时，进而发现了对其具有引力的海王星。
由于这颗新星是英美天文学家组成的小组发现的，所以它很可能就是所谓的“Kuiper带”天体。而“先锋10号”的轨道数据则来自护美国宇航局“深度空间”网络。科学家们为了观测到太空深处的情况，进而组建了由系列大型射电望远镜构成的网络。正是如此，科学家们才得出这一结论。
早在1992年12月8日，“先锋10号”已飞离地球84亿公里，该天文小组就发现探测器的飞行轨道出现偏差，他们一直在研究这一现象，希望找出原因。直到最近，科学家们对“先锋10”发回的数据经过多种方法分析研究，他们终于肯定了自己的推论：太阳系又有了新成员。
为了更近一步地了解此天体，在近几个星期中，他们力图计算出此天体可能达到的最远距离以及具体位置。他们初步预计，此天体是在撞上一大行星后而被抛到太阳系边际的。该天文小组的一位英国博上称：“我们对这一发现欣喜若狂，它真是天文学土一个极好的标志性事件！”由此可见，在宇宙中，还有其他未被发现的天体。此外，这一发现也表明了研究宇宙奥秘的必要性。
据有关了解，这一天体可能是在茫茫宇宙中已知的数百个围绕太阳运行的天体中的一个，它们大都是由冰及岩石构成，巨远在冥王星之外。这些天体庄行星大家族中属于小字辈，直径仅有儿百公里，但天文学家相信，有几百万个这种小行星在围绕太阳运行，并形成一条庞大的“星带”。1992年，天文学家发现了第一个这类天体。
1972年3月，“先锋10号”被发射升空，它是第一个要穿过火星及木星间小行星带、飞向更远太空的探测器。但天文学家无法知道，它是否能安全闯过这一地段。因为“先锋10号也是第一个到达气体行星——木星的探测器。随后，它又成功地飞离太阳的行星系统。虽然它还未进入星际领域，但这已开了太空探测器的先河。
在“先锋10号”飞了25年后，虽然它仍在发回信息，1997年美国宇航局还是暂停了对它的监控。最近，科学家突然发现，一股神秘的力量作用于这个“老太空旅客”，但一时又无法找到原因，后来，这股力量竟将它向一个方向推移。据悉，“先锋10号”将在200万年后到达今牛座星群。