항성들이 탄생되며 이들이 탄생할 떄는 성간운의 중력수축(gravitational contraction)의 과정을 거친다. 성간운의 중력수축 과정에서는 비리얼 정리(virial theorem)가 적용된다. 비리얼 정리는 일반적인 역학계에서 운동에너지와 위치에너지의 합이 보존된다는 이론으로 아래와 같은 식으로 나타낼 수 있다.
에너지를 밖으로 방출하게 된다. 대류에 의한 에너지 전달은 복사에 의한 전달보다 매우 효율적이기 때문에 전주계열단계의 대부분의 과정 중 광도는 주계열단계에 비해 매우 높다.
전주계열단계에서는 별 전체가 정유체 평형이 이루어져 있어 중력에 의해 준정적으로 서서히 수축하게 되는데 이를
별의 막대한 에너지가 나오는데 이것은 별의 주된 에너지인 핵에너지이다. 별의 내부에서는 온도가 수천만 도 정도로 높고, 원자의 핵은 핵융합 반응에 의하여 에너지를 방출하면서 다른 종류의 원자핵으로 변한다. 별의 내부에서는 여러 종류의 핵융합 반응이 일어나지만 그 중에서도 수소가 헬륨으
별이 생성될 수 있는 임계질량의 값이 작아지는 것을 알 수 있다.
이제 구름 덩어리가 임계질량보다 무거워 수축하기 시작할 때 어떤 일이 일어나는지 알아보자.
높은 곳의 물체가 낮은 곳으로 떨어지면 중력에 의한 위치에너지가 줄어들고 그 대신에 운동에너지가 늘어나게 된다. 성간구름도 중심
별은 언젠가 적색거성열(Red Giant Branch) 단계에 도달한 후, 헬륨섬광(Helium flash) 단계 그리고 수평가지(horizontal branch) 단계를 거쳐 언젠가 맥동변광성(pulsating variable star)이 될 것이며 맥동을 위한 에너지가 모두 소진될 때 행성상 성운(planetary nebula)을 형성하며 성운 내 중심별은 백색왜성(white dwarf)으로 죽