為什麼所有恆星能排進一道階梯？
到這一步，你已經握有審問一個光點的工具。你知道一顆恆星的輝光極接近黑體，所以它的顏色洩露了它的溫度；你知道橫切其光譜的暗吸收線是它外層「空氣」中各種原子的條碼；你也認識了[[saha-equation|薩哈思想]]——一條線的強度只數那些此刻正處在能夠吸收狀態的原子，而這狀態由溫度掌控。本篇拿這些工具去做一件有力的事：把*每一顆*恆星排進同一道連續的階梯，於是只要說出一顆星在階梯上的位置，就用一個標籤告訴了你關於它表面你想知道的大半。
之所以一道階梯就夠用，全靠光譜那一階裡那個安靜的奇蹟：幾乎所有恆星都有幾乎相同的配方——壓倒性地以氫和氦為主，再撒一點別的。所以恆星彼此之間，並不在*由什麼構成*上大相逕庭。它們的差別主要落在一個數上——表面溫度——而單單這個數，就重新洗牌了哪些線突出。按這個溫度把恆星排開，它們的光譜便一級一級平滑地變化，沒有跳躍。這條平滑的單列次序，正是恆星分類的脊樑。其餘一切，都是掛在這根脊樑上的細節。
這道序列，與它亂了序的字母
這道階梯就是[[obafgkm-sequence|OBAFGKM 序列]]，從最熱排到最涼：O、B、A、F、G、K、M。第一件要留意的事，是這些字母並非字母順序，而這正是一塊歷史的化石。1880 年代，哈佛的天文學家最初把恆星按 A、B、C、D…… 排序，全憑它們氫線看起來有多強，卻不知是什麼決定了這強弱。幾十年後，待薩哈思想揭示出溫度才是真正的線索，這些類別便按溫度重排，多數舊字母被棄用或合併。倖存下來的幾個被洗成了如今著名的 OBAFGKM——一鍋看似雜亂的字母湯，其實是一把喬裝的溫度尺。
沿階梯往下走，看著譜線變化，而這一切都由溫度驅動。O 型和 B 型星（大致 30000 K 及更熱，藍白色）熱得連氫都大半被撕開；它們的招牌是*電離氦*的線，唯有最猛烈的高溫才能激發。A 型星（約 10000 K，白色）正坐在那個甜點上，氫的巴耳末線在此咆哮到最強。更涼的 F 型和 G 型星（我們的太陽是 G 型，約 5800 K，黃色）氫線漸弱，金屬線卻越聚越密——電離鈣成了一個巨大的標記。K 型星（橙色）由中性金屬線主宰。而 M 型星（約 3500 K 以下，紅色）冷到整個分子都能在它的「空氣」裡存活，在光譜上蓋下寬闊的氧化鈦分子帶。從頭到尾都是同樣的元素；改變的只是溫度，因而改變的只是看得見的譜線。
O B A F G K M | L T Y
hotter <------------------------------------------> cooler
~40,000 K ~5,800 K ~700 K ~250 K
blue blue-white white yellow orange red | infrared only
He+ | H Balmer strongest | metals | TiO molecules
^ Sun = G2V ~5,800 K
mnemonic: Oh Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me更細的刻度，以及 M 以下的階梯
七個字母對真正的工作來說太粗，於是每個類還用 0 到 9 的數字切得更細，從熱到涼。B0 型星正卡在 O–B 的邊界上；B9 型幾乎已是 A 型。我們的太陽不只是「一顆 G 型星」，而是 G2 型——比它所屬類別的正中央略熱一點。這些數字並非隨意的十分位；每一個都標記著譜線圖樣裡一次微小而可重複的位移，於是把同一條光譜交給兩位天文學家，他們會讀出相同的次型。這正是摩根與基南在 1940 年代設計、至今仍在使用的體系——[[morgan-keenan-classification|摩根-基南分類]]——的全部要旨：不是對顏色的模糊印象，而是一份錨定在一組標準參考星上、可重複的讀數。
這道階梯還往 M 以下延伸，進入昏暗與低溫的國度。隨著巡天找出比任何 M 型星都更冷的天體，又續上了三個新類：L、T、Y，即[[brown-dwarf-spectral-classes|褐矮星光譜類]]。其中多數是褐矮星——質量太輕、核心從未能穩定聚變氫的天體，所以它們算不上真正的恆星，只是緩慢冷卻的餘燼。一顆 L 型矮星仍泛著深紅；T 型矮星更冷，它的「空氣」裡滿是甲烷，像一顆巨行星；Y 型矮星可以冷得不及廚房烤箱，接近室溫，只在紅外裡發光。於是這道平滑的階梯，從近 40000 K 熾烈燃燒的 O 型星，一路向下走到你幾乎能把手湊近的 Y 型矮星——一把不間斷的溫度尺。
第二條軸：從超巨星到矮星
光一個字母還不夠，因為兩顆溫度相同的恆星，可能是截然不同的兩種巨獸。設想一顆像參宿四那樣的紅超巨星，和一顆小小的紅矮星：兩者都可讀作「M」，都發著同樣冷冷的紅光——可一顆大到能把火星的軌道整個吞下，另一顆卻比太陽還小。單憑溫度無法把它們分開。我們需要第二條軸，而了不起的是，光譜同樣攜帶著它，藏在線的*形狀*裡，而非藏在出現的是哪些線裡。
訣竅在線的*寬度*。一顆臃腫的超巨星把自身質量鋪展在巨大的表面上，所以它的外層空氣稀薄、壓強低；那裡的原子很少相撞，吸收線便又銳又窄。一顆緻密的矮星把同樣的溫度塞進一個小而密、空氣高壓的表面裡；那裡的原子被不斷推搡、頻繁相撞，每次碰撞都把能級稍稍抹糊，把線撐寬、弄模糊。於是一眼之間——銳線還是寬線——你就讀出了一顆星的表面引力，並藉此讀出它的大小，而無需測量任何直徑。天文學家把這份讀數封裝成[[luminosity-class|光度級]]，用羅馬數字寫出。
羅馬數字從 I——超巨星——經 II（亮巨星）、III（普通巨星）、IV（次巨星），一直降到 V，也就是太陽和絕大多數恆星棲身的主序上的矮星。（另有兩類，白矮星，作為昔日恆星死去、坍縮後的核心，落在這把尺之外。）所以「V 級」在日常意義上並不意味著小——它意味著一顆在主序上正常燒氫的恆星。我們的太陽，再典型不過，正是一顆光度級 V 的恆星。把溫度字母和引力數字釘在一起，你就用一個幾個字符長的標籤，捕住了一顆恆星兩項各自獨立的重大屬性。
讀懂太陽的標籤：G2V
把這兩條軸合起來，你終於能把太陽完整的標籤 G2V 一個字符一個字符地拆開。G 說它的表面是黃而暖的，約 5800 K——已涼到氫線褪去、由電離鈣線和金屬線主宰。2 是細切：比 G 型正中央略熱一點，譜線圖樣對上了一顆 G2 標準參考星。而 V 說它的線又寬又被壓強弄糊——一顆高引力、緻密的矮星，一顆再普通不過、正在核心穩定聚變氫的主序星。三個字符，你便已知道太陽的表面溫度、它在譜線圖樣隊列裡的位置，以及它的大小級別——全從光中讀出，從不靠造訪。
把同樣的把戲用在別的著名恆星上，標籤便鮮活起來。織女星讀作 A0V——一顆熱的、白的、普通的矮星，很像一顆加強版的太陽。參宿四讀作大致 M1-2 Ia——冷、紅，卻是光度級 I 的超巨星，它狹窄的譜線洩露出它臃腫、低引力的龐大身軀。巴納德星是 M4V——冷、紅，*而且*是矮星，一團微弱的紅色餘燼。注意看顏色字母與大小數字是怎樣彼此拉開的：單一個「M」，既可能是個巨人，也可能是個矮子；唯有光度級才能定奪是哪一種。正是這種各自獨立，才讓我們兩者都需要——而它，正是你下一篇將遇見的那張圖的種子。
- 先定溫度軸：哪些線佔主導？強電離氦線意味 O/B；最強的氫線意味 A；金屬線和鈣線漸強意味 F/G；分子帶意味 K/M。這便定下字母（細看再定 0–9 的數字）。
- 再定引力軸：線是又銳又窄，還是又寬又糊？窄線意味低引力——巨星或超巨星（I–III 級）；寬線意味高引力——矮星（V 級）。
- 把兩者合起來：先寫溫度的字母加數字，再寫光度級的羅馬數字。G2 加 V 得到 G2V——一幅完整、可重複的恆星表面畫像，全從一條光帶裡讀出。