Существует выражение «неизменные, как звезды». Оно противопоставляет изменчивости окружающих нас условий на Земле представление о постоянстве условий на звездах. Но это представление глубоко ошибочно. Если бы на звездах были обитатели, они с гораздо большим основанием могли бы употреблять выражение «неизмен­ны, как планеты». Самые мощные стихийные движения на Земле — ураганы, извержения вулканов, землетрясе­ния, лесные пожары — покажутся ничтожными, если сравнить их с гигантскими и бурными движениями, происходящими на звездах.

Лучше других звезд изучено Солнце. Установлено, что его поверхность подвержена непрестанным измене­ниям. На Солнце возникают местами и мощные взрывы, выбрасывающие громадные количества материи, большая часть которой, будучи не в силах преодолеть притяжение Солнца, через некоторое время обрушивается на его по­верхность. Скорости  этих движений иногда достигают сотен километров в секунду, а массы, участвующие в дви­жении, превосходят массу Земли.

Различные детали солнечной поверхности — пятна, гранулы, факелы — находятся в непрестанном движении, возникают и распадаются.

Активность процессов, происходящих на Солнце, име­ет более или менее определенный 11-летний период. Чис­ло солнечных пятен достигает максимума один раз при­мерно в 11 лет. Эти процессы настолько значительны, что оказывают влияние и на ряд земных явлений. На­пример, сила магнитных бурь, наблюдаемых на Земле, и интенсивность полярных сияний оказываются завися­щими от изменений активности солнечной деятельности.

Однако изменения, происходящие на Солнце, не на­столько велики чтобы существенно влиять на его основ­ные свойства. Самые главные для нас характеристики Солнца — его светимость и температура его поверхно­сти — если и претерпевают изменения, то настолько ма­лые, что кажутся жителям нашей планеты совершенно неизменными.

Большинство звезд, как и Солнце, несмотря на то, что и на их поверхности, конечно, происходят изменения, ко­торые с нашей земной точки зрения можно считать гран­диозными катастрофами,  сохраняют относительное достоинство своих основных характеристик — спектра, тем­пературы, цвета, светимости, размеров.

Но у некоторой сравнительно небольшой части звезд размах происходящих явлений так велик, что их основные характеристики, и прежде всего светимость претерпевают существенные, легко обнаруживаемые нами изменения.

Такие звезды называются переменными. Несмотря на то, что это сравнительно редкие звезды, они имеют для астрономии большое значение, так как дают возможность наблюдать процессы совершенно исключительного рода.

Основной характеристикой переменной звезда явля­ется кривая блеска, показывающая, как изменяется види­мая звёздная величина звезды с течением времени. При­рода и здесь, можно сказать, проявила большую изобре­тательность, создав удивительное разнообразие форм кривых блеска.

Наиболее распространенным типом переменных звезд являются цефеиды, называемые так потому, что их про­тотипом является звезда б Цефея. Для кривой блеска цефеид характерен вид (рис 3), доказывающий, что блеск звезды испытывает правильные периодические ко­лебания. Нарастание блеск, а обычно происходит быстрее, чем его спад. Светимость цефеиды сильно ко­леблется, возрастая при переходах от минимума к мак­симуму в два раза и более; одновременно изменяются Цвет, спектральный класс, лучевая скорость. Это показы­вает, что звезда испытывает глубокие изменения общего характера.

Наиболее разработанной является теория, согласно которой цефеиды пульсируют, сжимаясь и разжимаясь под действием противоборствующих сил — силы притя­жения к центру — звезды и силы давления газа, толкаю­щей вещество наружу. В сжатом состоянии преобладает давление газа — звезда расширяется. Среднее состояние, в котором сила тяготения и сила давления газа уравнове­шиваются, вследствие инерции звезда проходит на боль­шой скорости, а в расширенном состоянии давление газа ослабевает, силы тяготения вновь заставляют звезду сжи­маться. Движение поверхности звезды то к нам, то от нас вызывает изменение наблюдаемой лучевой скорости. Наибольшую светимость звезда имеет в сжатом состоя­нии, а наименьшую в расширенном. Это объясняется тем, что при сжатии потенциальная энергия гравитации переходит в тепловую энергию газа, температура кото­рого растет, резко увеличивая излучение с одного квад­ратного сантиметра поверхности, и это с избытком ком­пенсирует уменьшение общей поверхности звезды при сжатии.

Цефеиды резко разделяются на две группы. У одной периоды изменения блеска составляют от двух до 20 дней — это так называемые долгопериодические це­феиды, у другой группы короткопериодические цефеи­ды) периоды измеряются лишь часами, от восьми до 18 часов. Это разделение, как выяснилось, проявляется не только в величине периода, а носит качественный характер. Долгопериодические и короткопериодические цефеиды как бы избегают друг друга. В тех областях пространства, где присутствуют долгопериодические цефеиды, нет короткопериодических, и наоборот.

Другую большую группу составляют полуправильные и неправильные долгопериодические переменные. У этих звезд все происходит более бурно, чем у цефеид, и не так правильна. Периоды исчисляются сотнями дней и не­постоянны, т. е. промежуток времени между двумя сосед­ними минимумами блеска изменяется. Светимость звезды изменяется в десятки раз и тоже неправильно — различ­ны высоты максимумов и глубины минимумов.

Процессы, происходящие в этих звездах, имеют еще больший размах, чем у цефеид, причем неправильность кривой блеска показывает, что они и сложнее — не сво­дятся к простому сжатию и расширению.

Все эти особенности делают переменные звезды неза­менимым средством разведки. Это своего рода меченые атомы астрономии. Стоит в какой-нибудь области про­странства в наследуемой системе оказаться переменной звезде, эта звезда будет легко обнаружена, будет опре­делен ее тип, выяснены физические свойства, а это дает начало познанию самой системы, в состав которой вхо­дит переменная.

Переменным звездам посвящено большое количество наблюдений. Для этого используются все средства — от 6-метрового телескопа, позволяющего обнаружить пере­менные звезды в далеких галактиках, до самых малых инструментов любителей астрономии. Некоторые  любите­ли астрономии даже невооруженным глазом изучают из­менение блеска переменной звезды Мира (Удивительная, или Дивная) Кита.

Центром, объединяющим эти наблюдения во всем ми­ре, является Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга в Москве, где собираются все дан­ные и издаются каталоги переменных звезд. В 1958 г. сотрудники ГАИШ Б, В. Кукаркин, П. П. Паренаго, П. Н. Холопов и. КХ Н. Ефремов организовали издание «Общего каталога переменных эвезд». Третье издании этого каталога, вышедшее в 1970 г., содержит 20437 звезд.. Всего в каталоге насчитывается более 40 различ­ных типов переменных звезд.