主序寿命

每颗恒星都会用一生中漫长而稳定的中段去做同一件事：在核心把氢聚变成氦，靠这股能量稳稳发光。这一段被称为主序，而主序寿命就是它能维持多久——恒星在核心燃料告罄之前的工作年限。它回答了一个看似简单的问题：一颗恒星能活多久？令人意外的反转是：最大、最亮的恒星并不活得最久，反而最先死去。

原因是燃料与胃口之间的一场赛跑。恒星的燃料储量随质量增加——质量越大，氢越多。但它的光度，也就是它消耗燃料的速度，上升得远比质量快：一颗质量为太阳十倍的恒星，亮度是太阳的好几千倍。用稍大一点的油箱去除以大得多的燃烧率，寿命便急剧下跌。太阳以不紧不慢的速度燃烧，主序寿命约一百亿年，如今大约走到一半。一颗重十倍的恒星只能维持数千万年；而一颗质量仅为太阳十分之一的小红矮星，能维持上万亿年，远远超过宇宙当前的年龄。

这是整个天文学中最有用的事实之一，因为它把恒星的质量变成了一座时钟。最大质量的恒星寿命短得惊人，所以凡是看到它们的地方——在发光的星云里、在年轻的星团中——我们就知道那里近来才有恒星形成。又因为星团里的恒星是一同诞生的，它们当中刚刚离开主序的那一点（拐点）就能告诉我们星团的年龄。一个常见的误解是大恒星“燃料更多所以活得更久”；事实上它们挥霍般的光度会在宇宙的一眨眼间把燃料烧光。