Una stella è chiamata stella variabile se la sua luminosità apparente vista dalla Terra cambia nel tempo. Esistono due tipi fondamentali di stelle variabili: variabili intrinseche, la cui luminosità cambia effettivamente, e variabili estrinseche, i cui cambiamenti apparenti nella luminosità sono dovuti a cambiamenti nella quantità di luce che può raggiungere la Terra. Una stella potrebbe essere una variabile intrinseca perché periodicamente si gonfia e si restringe. Una stella potrebbe essere una variabile estrinseca perché ha una compagna orbitante che a volte la eclissa.
Variabili intrinseche:
Stelle variabili pulsanti:
Esistono diversi tipi di stelle variabili pulsanti. Alcuni di essi variano in luminosità fino a 100 volte, e alcuni hanno cicli che si ripetono tutte le volte che ogni pochi giorni, mentre altri variano nel corso di mesi o anni. Nella maggior parte dei casi queste stelle pulsano perché sono alla fine della loro vita e sono diventate instabili.
Stelle variabili eruttive:
Queste stelle hanno maggiori probabilità di avere cicli molto irregolari. Includono le protostelle, che nel processo di diventare stelle di sequenza principale, spesso hanno variazioni nella loro luminosità. Giganti e supergiganti perdono la loro materia relativamente facilmente e possono anche sperimentare eruzioni. Le nane bianche che fanno parte di un sistema binario possono anche sperimentare eruzioni mentre prendono materia dalla loro stella compagna.
Variabili estrinseche:
Circa la metà delle stelle visibili non sono isolate, fanno parte di più sistemi stellari. Coppie di stelle che orbitano tra loro sono chiamate stelle binarie o binari. Osservare come i binari orbitano l’un l’altro fornisce agli astronomi informazioni sulle loro masse.
La spettroscopia consente di studiare sistemi stellari binari in cui le due stelle sono vicine tra loro. A volte un sistema binario è così lontano da noi, e le stelle sono così vicine tra loro, che dalla Terra anche con un telescopio, saremmo in grado di vederlo solo come una stella. La spettroscopia può dire agli astronomi la composizione della superficie di una stella, e se una stella ha linee di assorbimento di elementi che normalmente non appaiono in una stella singe, sanno che ci sono due diversi tipi di stelle che orbitano l’un l’altro.
Alcuni sistemi binari sono orientati in modo che le due stelle si eclissino periodicamente una volta viste dalla Terra. In tal caso la luminosità apparente di quella che sembra essere una singola stella diminuisce quando una stella va dietro l’altra. Gli astronomi usano la fotometria per misurare i cambiamenti nella luminosità di una stella per studiare questi sistemi.