天文學上的主序星指的是,恆星在進入「壯年」階段後,就稱之為主序星。似乎宇宙中的萬物的生命歷程都是相似的,包括地球上的生物,先是要經過出生,然後成長,最後滅亡。恆星的演化過程也不例外,它也會經歷形成、發展和消亡。那麼恆星是怎樣在發展期進入壯年階段的呢?
人類目前研究發現,恆星的演變過程是從幼年時期開始的。幼年期的恆星因為自身引力的作用使得體積不斷地收縮,在收縮的過程中恆星的溫度一直在上升,一旦溫度達到了700萬℃,恆星內部的熱核聚變反應(氫聚變為氦)就開始了。熱核反應所產生的熱量會造成向外的壓力,這種壓力會與自身的引力抵消,從而停止了恆星收縮的過程。同時熱核反應會使恆星變成一個名副其實的大火球,這個過程會持續很長一段時間,這時候的恆星就進入了「壯年期」。
在恆星的所有階段中,壯年期所佔的時間是最大的,也就是說我們所觀測到的恆星一般都是主序星。質量越大的恆星,其內部的熱核反應會越劇烈,消耗的燃料也會越快,所以它們成為主序星的時間也會縮短。一些質量比較小的恆星的熱核反應則比較慢,燃料消耗得也比較慢,所以出於主序星階段的時間會比較長。宇宙中主序星的時間短則由幾百萬年,長則可達10萬億年。
當然,質量也大的恆星燃燒越劇烈,亮度也越強。我們所處在的太陽系中的恆星太陽目前就是一顆主序星,它已經穩定地燃燒了50億年了,它所發出的亮度幾乎可以照射到太陽系中每個天體。據科學家的預測,太陽在主序星的狀態下還能夠堅持一百億年。