Il raffreddamento di una nana bianca è ciò che alla fine porta alla sua scomparsa. Man mano che perdono energia, le nane bianche diventano meno luminose e la loro temperatura superficiale diminuisce. Nel corso di miliardi di anni, alla fine raggiungono un punto in cui non sono abbastanza caldi da sostenere le reazioni di fusione nucleare nei loro nuclei. In questa fase, si dice che la nana bianca sia "morta".
Si pensa che una nana bianca morta si evolva in una nana nera. Man mano che continua a raffreddarsi, la sua luminosità diminuirà ulteriormente, fino a diventare troppo debole per essere rilevata dai telescopi. A questo punto, la nana bianca diventerà praticamente invisibile e gli astronomi la chiameranno nana nera. Tuttavia, vale la pena notare che il processo che porta una nana bianca a diventare una nana nera è estremamente lento e potrebbero essere necessari miliardi di anni affinché avvenga questa trasformazione. Di conseguenza, non esistono ancora nane nere conosciute nell'universo e rimangono oggetti puramente teorici.