主序拐點

想像一場馬拉松，跑得最快的人最先體力耗盡，接著是次快的，然後是其餘的人——而你只要看「力竭」蔓延到隊伍多深處，就能讀出這場比賽已經跑了多久。星團恰好提供了這樣一座鐘。主序拐點，就是星團赫羅圖上、最亮的恆星剛剛開始脫離主序的那一點，它告訴你星團的年齡。

其邏輯如下。星團裡的每顆恆星都在同一時刻誕生，但它們燒掉氫燃料的速率天差地別：質量最大、光度最高的恆星幾百萬年就跑完了，而低質量恆星則磨蹭上數十億年。隨著星團變老，質量最大的恆星最先離開主序、膨脹成巨星；接著質量較小的跟上，於是「拐點」沿主序從又熱又亮的一端，穩步向較冷、較暗的恆星爬去。拐點所在的溫度和光度，告訴你此刻正在離開的那些恆星的質量——而具有該質量的恆星的主序壽命，就是星團的年齡。

主序拐點是天文學中最有力的定年工具之一。我們正是藉它知道：疏散星團通常有數千萬到數億年之久，而球狀星團則有 120 至 130 億年。最後這個事實意義深遠：它為星系、乃至宇宙本身的年齡設下了一個堅實的下限。當恆星拐點定出的年齡，與由宇宙膨脹推出的年齡相比較，二者在各自的誤差範圍內一致——這是一個驚人而獨立的印證，說明宇宙年齡大約是 138 億年。