Звезды на горизонтальной ветви субгигантов

Когда практически весь водород в ядре оказывается выгоревшим звезды сходят с главной последовательности. Для звезд имеющих лучистое ядро (M_*≤1.2M/M_☉ ) этот сход происходит плавно (точки 4-5 график 1), а для звезд с конвективным ядром (M_*≥1.2 M/M_☉), сначала происходит общее гравитационное сжатие звезды, а потом попадание на ветвь субгигантов (точки 4-5 графика 2). Ядро звезды в это время состоит почти полностью из гелия с небольшой примесью тяжелых элементов. Физическое состояние ядра также различается для звезд разных масс, если в звездах с M_*≤3M/M_☉ ядро состоит из вырожденного газа, то для звезд с M_*≥3M/M_☉ ядро невырождено (см. раздел уравнение состояния).

В любом случае температура ядра слишком низкая, для немедленного загорания в нем гелия (требуется температура примерно 10⁸ K). Однако температура вокруг сжимающегося ядра, становится достаточна, для загорания водорода в окружающем ядро тонком слое водорода. Для звезд с массами M_*≤1.2M/M_☉ слоевой источник загорается практически сразу, тогда как для M_*≥1.2M/M_☉ происходит сначала гравитационное сжатие всей звезды (4-5 на графике 2), после чего температура, как и в первом случае, оказывается достаточной для поджигания слоевого водородного источника. При этом масса инертного гелиевого ядра начинает возрастать за счет продуктов горения водорода. Эта стадия жизни звезды называется стадией горения водородного слоевого источника. Слоевой источник постепенно расширяется, захватывая все более внешние слои и приближается к поверхности звезды. На диаграмме Г-Р звезды уходят вправо с ГП, в красную сторону, образуя ветвь субгигантов. Эта стадия занимает ничтожно мало времени по сравнению с жизнью на ГП, и поэтому звезд на диаграмме Г-Р здесь очень мало, это место называют провалом Гецшпрунга (для звезды с массой Солнца время жизни на ГП примерно 10¹⁰ лет, а время прохождения провала Герцшпрунга примерно 10⁸ лет). На графиках 1-2 это точки 5-7. На врезках (b) графиков 1 и 2 показано поведение содержания водорода на этих стадиях.

Между тем поверхностная температура звезды также продолжает падать и в какой-то момент внешние слои звезды перестают быть прозрачными для излучения, и в них развивается конвекции. Конвективная зона постоянно расширяется и захватывает все более глубокие слои звезды (в массовых координатах). В какой то мере звезда становится похожа на протозвезду и ее дальнейший трек напоминает трек Хаяши, только она движется в обратном направлении, поэтому точку 7 называют предел Хаяши. После предела Хаяши звезда начинает бурно раздуваться, с одновременным возрастанием светимости. Звезда оказывается на ветви гигантов.

Примером звезды солнечного типа, находящейся на ветви субгигантов считается νВолопаса ( ν Boo) Муфрид.