プロトスター

原始星は、親分子雲からまだ質量を集めている非常に若い星です。これは恒星進化の過程における最も初期の段階です。^{[ 1 ]}低質量星（つまり太陽またはそれ以下の星）の場合、約50万年続きます。^{[ 2 ]}この段階は、分子雲の断片が自己重力の力で最初に収縮し、収縮する断片の内部に不透明で圧力に支えられた核が形成されるときに始まります。落下するガスが枯渇し、前主系列星が残ると、この段階は終了します。前主系列星は収縮し、後に水素核融合によるヘリウム生成の開始時に主系列星になります。

上記に要約した原始星の現代的なイメージは、1966年に林忠四郎によって初めて提唱された。 ^{[ 3 ]}初期のモデルでは、原始星の大きさが大幅に過大評価されていた。その後の数値計算^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}によってこの問題が明らかになり、原始星は同じ質量の主系列星よりもわずかに大きいだけであることが示された。この基本的な理論的結果は観測によっても確認されており、最大の前主系列星もそれほど大きくないことが分かっている。

星形成は、高密度コアと呼ばれる比較的小さな分子雲で始まります。^{[ 8 ]}各高密度コアは、最初は物体を圧縮する傾向のある自己重力と、それを膨張させる傾向のあるガス圧と磁気圧の両方との間でバランスが取れています。高密度コアが周囲のより大きな雲から質量を蓄積するにつれて、自己重力が圧力を圧倒し始め、収縮が始まります。ガス圧のみによって最初に支えられている理想化された球状雲の理論的モデルは、収縮プロセスが内側から外側に向かって広がることを示しています。^{[ 9 ]}まだ星を含まない高密度コアの分光観測は、実際に収縮が起こっていることを示しています。しかし、これまでのところ、予測された収縮領域の外側への広がりは観測されていません。^{[ 10 ]}

高密度コアの中心に向かって収縮するガスは、まず低質量の原始星を形成し、次にその周囲を公転する原始惑星系円盤を形成する。収縮が進むにつれて、角運動量保存の法則により、星ではなく円盤に衝突するガスの量が増加していく。円盤内の物質がどのようにして原始星に向かって螺旋状に落下していくのかは、多くの理論的研究が行われているにもかかわらず、いまだに完全には解明されていない。この問題は、天体物理学の多くの分野で重要な役割を果たす降着円盤理論という、より大きな課題の一例と言える。

詳細に関わらず、原始星の外面は、少なくとも部分的には円盤の内縁から落下した衝撃を受けたガスで構成されています。したがって、その表面は、前主系列星や主系列星の比較的静穏な光球とは大きく異なります。原始星の深部内部は、通常の星よりも温度が低くなっています。その中心部では、水素1はまだ自己融合していません。しかし、理論では、水素同位体である重水素（水素2）が水素1と融合してヘリウム3を生成すると予測されています。この融合反応による熱は原始星を膨張させる傾向があり、それによって観測された最も若い前主系列星の大きさを決定するのに役立ちます。^{[ 12 ]}

通常の恒星が生み出すエネルギーは、中心部で起こる核融合反応に由来する。原始星もエネルギーを生み出すが、それは表面や周囲の円盤表面の衝撃波で放出される放射線によるものである。このようにして生成された放射線は、周囲の密度の高い中心部にある星間塵を通過する必要がある。塵は入射する光子をすべて吸収し、より長い波長で再放射する。したがって、原始星は可視光では検出できず、より進化した前主系列星とは異なり、ヘルツシュプルング・ラッセル図に位置づけることはできない。

原始星から実際に放出される放射は、赤外線およびミリ波領域にあると予測されている。このような長波長放射の点状源は、分子雲によって遮られている領域でよく見られる。従来クラス0またはクラスIの光源として分類されているものは原始星であると一般的に考えられている。^{[ 13 ] [ 14 ]}しかし、この同定を裏付ける決定的な証拠はまだない。

• 原始星V1647オリオン座とそのX線放射に関するビデオ（2004年）。
• 
  原始星爆発 - HOPS 383 (2015)。
• 
  Herbig-Haro 46/47のプロトスター。
• 
  ボック球状体内部の原始星（想像図）。
• 
  若い星IRS2の周囲にある星団RCW 38は、2つの大質量星と原始星からなる系である。
• 
  星雲L1527（2022）の原始星（中央のピンク色の線）の周囲に形成される塵の構造。

• 星の出生
• 前主系列星
• 原始惑星系円盤
• 準スター
• 星形成

• 惑星形成円盤が恒星の活動を抑制する可能性（SpaceDaily）2006年7月25日
• 惑星が若い星の成長を遅らせる可能性も ルーシー・シェリフ（ザ・レジスター紙） 2006年7月27日（木）13:02 GMT
• 高速回転する若い星がなぜバラバラにならないのか（SPACE.com）2006年7月24日午後3時10分（米国東部時間）