主序
zhǔ xù
主序是恒星生命中漫长而稳定的阶段，在此阶段恒星的核心不断把氢聚变为氦，太阳目前正处于这一阶段。
Definition
主序是恒星生命中漫长而稳定的阶段：在这一阶段，恒星的核心不断把氢聚变为氦，并以稳定的亮度发光；包括太阳在内的大多数恒星都处于这一阶段。在此期间，恒星始终保持着引力向内拉与压力向外推之间的平衡；在赫罗图上，主序星形成一条从炽热明亮的蓝色恒星到暗淡低温的红色恒星的对角带，约占所有恒星的 $90\%$。主序本质上是一个质量序列：对类太阳恒星而言，光度大致按 $L \propto M^{3.5}$ 变化，因此主序寿命大致按 $t \propto M/L \propto M^{-2.5}$ 变化。当核心的氢耗尽时，恒星就会离开主序，此后核心收缩、外层膨胀，恒星便进入巨星分支。
Example
太阳作为主序星已经度过了约 $4.6$ 十亿年，还将再持续约 $5$ 十亿年。质量为太阳一半的恒星，可以在主序阶段停留超过 $50$ 十亿年，而质量是太阳 $10$ 倍的恒星，寿命却只有约 $20$ 百万年。以太阳 $t \approx 10^{10}$ 年为基准运用这一比例关系，一颗 $4$ 个太阳质量的恒星，$t \approx 10^{10} \times 4^{-2.5} \approx 3 \times 10^8$ 年；一颗 $0.5$ 个太阳质量的恒星，$t \approx 5.7 \times 10^{10}$ 年，比目前宇宙的年龄还要长。
Key Insight
主序阶段就像恒星生命中的成年期，因为它是持续时间最长的阶段，所以我们看到的大多数恒星都处于这一阶段。主序星在赫罗图上的位置完全由其质量决定，因此只凭颜色就能推断出它的温度、亮度、大小和寿命。由于寿命随质量的增加下降得非常快，星团中质量最大的恒星会最先离开主序，因此脱离点处的质量，正是天文学家为星团测定年龄的标准方法。