Pääsarja

Pääsarjan tähtien suuri määrä osoittaa, että kehityksensä aikana tähdet viettävät pitkän ajan pääsarjassa: kun tietyllä hetkellä tarkastellaan suurta määrää tähtiä, niistä suurin osa on juuri siinä kehityksen vaiheessa, joka kestää kauimmin.

Tähtienvälisestä aineesta tiivistyvät tähdet asettuvat pääsarjaan ja viettävät pääsarjavaiheessa jopa miljardeja vuosia. Tähden paikka pääsarjassa riippuu lähinnä vain sen massasta. Kevyimmät tähdet sijoittuvat pääsarjan alapäähän ja raskaimmat yläpäähän.

Pääsarjavaiheen aikana tähti säteilee energiaa muuttamalla vetyä heliumiksi fuusioreaktioilla. Voisi kuvitella, että raskaalla tähdellä riittää polttoainetta pitemmäksi aikaa kuin kevyellä. Näin ei kuitenkaan ole, sillä säteilyteho kasvaa nopeasti massan mukana. Siksi raskaimmat tähdet viipyvät pääsarjavaiheessa paljon lyhyemmän ajan kuin kevyemmät.

Aurinko on tyypillinen pääsarjan tähti, joka sijoittuu HR-diagrammassa pääsarjan keskivaiheille. Auringolle ja auringonmassaisille tähdille pääsarjavaihe kestää suunnilleen 10 miljardia vuotta. Jos tähden massa on neljäsosa Auringon massasta, se viipyy pääsarjassa peräti 70 miljardia vuotta. Jos taas tähden massa on 30 Auringon massaa, sen pääsarjavaihe kestää vaivaiset kaksi miljoonaa vuotta.

Pääsarjavaihe päättyy, kun tähti ei enää pysty muuttamaan vetyä heliumiksi. Kaikkein pienimassaisimmat tähdet jäähtyvät ja kutistuvat valkeiksi kääpiöiksi. Massiivisempien tähtien kehitys on mutkikkaampaa; ne alkavat muuttaa heliumia edelleen raskaammiksi alkuaineiksi. Samalla tähden ulko-osat laajenevat, tähti siirtyy pääsarjan yläpuolelle ja siitä tulee jättiläinen.