主序壽命

每顆恒星都會用一生中漫長而穩定的中段去做同一件事：在核心把氫聚變成氦，靠這股能量穩穩發光。這一段被稱為主序，而主序壽命就是它能維持多久——恒星在核心燃料告罄之前的工作年限。它回答了一個看似簡單的問題：一顆恒星能活多久？令人意外的反轉是：最大、最亮的恒星並不活得最久，反而最先死去。

原因是燃料與胃口之間的一場賽跑。恒星的燃料儲量隨質量增加——質量越大，氫越多。但它的光度，也就是它消耗燃料的速度，上升得遠比質量快：一顆質量為太陽十倍的恒星，亮度是太陽的好幾千倍。用稍大一點的油箱去除以大得多的燃燒率，壽命便急劇下跌。太陽以不緊不慢的速度燃燒，主序壽命約一百億年，如今大約走到一半。一顆重十倍的恒星只能維持數千萬年；而一顆質量僅為太陽十分之一的小紅矮星，能維持上萬億年，遠遠超過宇宙當前的年齡。

這是整個天文學中最有用的事實之一，因為它把恒星的質量變成了一座時鐘。最大質量的恒星壽命短得驚人，所以凡是看到它們的地方——在發光的星雲裡、在年輕的星團中——我們就知道那裡近來才有恒星形成。又因為星團裡的恒星是一同誕生的，它們當中剛剛離開主序的那一點（拐點）就能告訴我們星團的年齡。一個常見的誤解是大恒星「燃料更多所以活得更久」；事實上它們揮霍般的光度會在宇宙的一眨眼間把燃料燒光。