التطور من النجم الرئيسي إلى العملاق

حالما يصل النجم إلى التسلسل الرئيسي، يبعث بطاقته النووية الحرارية، محولة الهيدروجين إلى هيليوم، ويبقى ضمن التسلسل الرئيسي لفترة طويلة من حياته. إلا أن 0.7 بالمئة من هيدروجينه يستنفد كطاقة، ولا تتغير كتلة النجم بشيء يمكن تقديره. أي بشكل طفيف جداً على وجه التقريب. أما في المناطق المركزية والتي يحصل فيها التفاعل النووي فإن التركيب الكيميائي يتغير تدريجياً، كاستنزاف الهيدروجين وتراكم الهيليوم، يتضمن هذا التغير تركيب قوى وبناء النجم وسطوعه وحجمه. وبنهاية الأمر فإن النقطة التي تمثله على مختلط H-R تكون ضمن الأبعد من التسلسل الرئيسي، ينطبق التسلسل الرئيسي الأصلي على النجوم ذات التركيب الكيميائي المتجانس والذي نسميه التسلسل الرئيسي ذي العمر الصفري Age-Zero Main Sequence.

التطور على التسلسل الرئيسي:

تظهر الحسابات الناتجة من تراكم الهيليوم على حساب الهيدروجين في مركز النجم، بأن هنالك زيادة في درجة الحرارة والكثافة في تلك المنطقة وبالتابع فإن نسبة انبعاث الطاقة النووية تزداد، في حين أن حال سطوع النجم ولمعانه يكون بطيء الزيادة. بعد ذلك لا يبقى النجم معروفاً ضمن التسلسل الرئيسي ذي العمر الصفري بالضبط، ويظهر حقاً بأن التسلسل الرئيسي للنجم العنقودي ينمو تدريجياً في مخطط H-R كالذي هو لعمر العنقود النجمي، كلما كانت الكتلة والسطوع للنجم كبيراً يتبعها بذلك تركيبها الكيميائي فإن سرعة النمو تكون أكبر. لذلك يظهر التسلسل الرئيسي أكثر في نهايته المضيئة ويكون ذلك نادراً للنهاية الباهتة وحتى بعد بلايين السنين.

تجعل هذه المرحلة من تطور التسلسل الرئيسي للنجم العنقودي بأن يتشوه (يتغير) بشيء يمكن إدراكه، بسبب الزيادة في سطوع النجم فقط عند تحور(تغير) كمية منه- من المحتمل أن تكون أقل قيمة- قبل أكثر التغيرات السريعة اللاحقة تبدل بنائه الضخم. وعندما يستنفد الهيدروجين الموجود في الجزء المركزي للنجم سيتولد باطن يحتوي على الهيليوم فقط (ملوث) بشيء من ذات النسبة المئوية الصغيرة الثقل والتي تبدو من ضمن الآن يستنفد مصدر طاقة الهيدروجين المحترق نووياً ولا يبقى شيء يجهز الهيليوم الباطن بالحرارة، فهي تبدو منكمشة جذبياً بواسطة الطاقة الكامنة المتحررة من الباطن المنكمش، وتأتي طاقته الكامنة هذه من الهيدروجين المحترق في المنطقة الوسطية للباطن.

لقد اقترحت الحسابات وجوب أن يكون الكسر الأعظم للكتلة النجمية يعتمد على الهيدروجين قبل أن يكون نجماً في ضمن النقطة الأبعد عن التسلسل الرئيسي، وقد وجد هذا الكسر بأنه يساوي 10 بالمئة. وبوضوح وكيفما كان الحال فإن أعظم سطوع وكتلة للنجم ستكون نهايته على التسلسل الرئيسي. وبسبب أن النسبة الكلية للطاقة الناتجة في أن تساوي إلى سطوعيته، فإن الهيدروجين يستهلك في بداية الأمر كل نجم ساطع، فالنجم ذو الكتلة العالية يأخذ على الأقل زمناً مقداره أقل من مليون سنة على التسلسل الرئيسي. أما النجم الذي كتلته تعادل كتلة شمسية واحدة ربما يبقى هنالك لأكثر من 10 بليون سنة.