Malgré l’apparente constance des étoiles dans le ciel nocturne, on sait que de nombreuses étoiles varient dans leur luminosité ou leurs caractéristiques spectrales, avec bien plus de 30 000 étoiles variables aujourd’hui cataloguées. En général, le type de variabilité est classé comme intrinsèque ou extrinsèque, selon la cause des fluctuations.

La variabilité intrinsèque est due à des changements physiques tels que des éruptions ou des pulsations dans l’étoile elle-même, tandis que la variabilité extrinsèque peut être observée à cause des éclipses ou de la rotation de l’étoile.

Les différents types de variables intrinsèques comprennent :

• Variables pulsantes – étoiles qui se dilatent et se contractent périodiquement, comme les céphéides, les étoiles RR Lyrae, les étoiles RV Tauri et les variables à longue période.
• Variables éruptives – qui ont des éruptions ou des éjections de masse à partir de leur surface.
• Variables cataclysmiques ou explosives – des changements dramatiques de luminosité sont causés par de violents événements thermonucléaires ou des explosions catastrophiques résultant en novae ou supernovae.

Il existe deux principaux sous-groupes de variables extrinsèques :

• Binaires éclipsantes – où la luminosité d’un système d’étoiles binaires change parce qu’un compagnon en orbite passe devant l’autre.
• Étoiles tournantes – des zones sombres ou lumineuses sur la surface stellaire peuvent provoquer de petits changements dans la luminosité apparente lorsque l’étoile tourne.

Parce que les Céphéides ont une relation période-luminosité bien définie, elles ont été précieuses comme bougies étalons dans les déterminations de distance.

Les changements de magnitude des étoiles variables couvrent une gamme énorme – d’un millième de magnitude en amplitude à plus de vingt magnitudes pour certaines supernovae. Les périodes des différents types de variables vont d’une fraction de seconde à plusieurs années.

Un tracé de la luminosité mesurée (ou magnitude apparente) en fonction du temps est connu sous le nom de courbe de lumière et peut donner des indices sur la cause de la variabilité d’une étoile. L’analyse de la période, de la régularité, de l’amplitude et de la forme des courbes de lumière est un outil essentiel dans l’étude de la variabilité et des processus à l’intérieur des étoiles.

Une céphéide dans M100 Crédit : NASA, HST, W. Freedman (CIW), R. Kennicutt (U. Arizona), J. Mould (ANU)	Courbe de lumière d’une Céphéide de HIPPARCOS Crédit : ESTEC, ESA.
Courbe de lumière d’un système binaire à éclipses Crédit : Swinburne	Courbes de lumière de supernovae Crédit : NASA/CXC/UC Berkeley/N.Smith et al.

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