En variabel stjärna är en stjärna som ibland är ljusare eller svagare. De flesta stjärnor har endast mycket små skillnader i ljusstyrka, som solen. Men vissa stjärnor kan variera enormt mycket.

Det finns i allmänhet två typer av variabla stjärnor:

Översikt och viktiga begrepp

Begreppet variabilitet beskriver hur mycket och hur snabbt en stjärnas observerade ljusstyrka (magnitud) ändras. Variationerna kan vara små (några hundradels magnitud) eller mycket stora (flera magnituder). Tidsintervallet för en sådan förändring kallas period om den upprepas regelbundet, och amplitud anger hur stor skillnaden i ljusstyrka är mellan ljusaste och svagaste läge.

Huvudkategorier

  • Intrinsiska variabler – stjärnans egna fysiska egenskaper förändras, till exempel genom pulsation eller utbrott.
  • Extrinsiska variabler – variationen beror på yttre orsaker, till exempel att en följeslagare skymmer stjärnan (eklipser) eller att mörka fläckar roterar in och ut ur sikte.

Vanliga typer och orsaker

  • Pulsationsvariabler – stjärnans yttre lager växer och krymper periodiskt. Exempel: Cepheider (klassiska Cepheid-variabler) och RR Lyrae. Cepheider är viktiga eftersom deras period är kopplad till absolut ljusstyrka (period-luminositetsrelation), vilket gör dem till standardljus för avståndsbestämningar.
  • Eruptiva variabler – plötsliga utbrott eller flammor förändrar ljusstyrkan. Här ingår stjärnor som genomgår kraftiga flammor eller kraftig massförlust.
  • Kataklysmiska variabler – system med massöverföring, ofta vita dvärgar som får utbrott (novaer) eller i extrema fall supernovaer när en stjärna exploderar.
  • Eklipserande dubbelstjärnor – två eller flera stjärnor i bana runt varandra där en stjärna periodiskt skymmer den andra, vilket ger regelbundna dippar i ljuskurvan. Exempel: Algol-typen.
  • Roterande variabler – stjärnans ytans heterogenitet (t.ex. stora stjärnfläckar) gör att ljusstyrkan varierar när stjärnan roterar.

Exempel på kända variabla stjärnor

  • Mira (Omicron Ceti) – en långperiodisk pulsationsvariabel med stor amplitud; kan ändra mer än 6 magnituder och har en period på ungefär 332 dagar.
  • Algol (Beta Persei) – en eklipserande dubbelstjärna som syns som ett regelbundet hopp i ljusstyrka med en djupare primäreklips.
  • Delta Cephei – prototypen för Cepheidvariabler; viktiga för kosmiska avståndsmätningar.
  • RR Lyrae – kortperiodiska pulsatorer som ofta används för att bestämma avstånd inom Vintergatan.

Observation och betydelse

Variabla stjärnor kan observeras av både amatörer och professionella. Enkla observationer görs visuellt med blotta ögat eller med kikare och teleskop; mer precisa mätningar kräver fotometri (mätning av ljusintensitet med känsliga detektorer). Amatörastronomer bidrar ofta med observationer till databaser och nätverk som samlar ljuskurvor.

Studiet av variabla stjärnor är viktigt för flera områden inom astronomi: bestämning av avstånd (Cepheider), förståelse av stjärnutveckling, massöverföring i binariesystem och mekanismer för stjärnutbrott. Genom att analysera ljuskurvor och spektra kan astronomer dra slutsatser om stjärnans massa, radie, temperatur och inre struktur.

Hur man känner igen en variabel stjärna

  • Sök efter regelbundna eller oregelbundna förändringar i ljusstyrkan över tid.
  • Jämför med omgivande referensstjärnor med känd konstant magnitud.
  • Skapa en ljuskurva (magnitud mot tid) för att bestämma period och amplitud.

Sammanfattningsvis är variabla stjärnor en mångfaldig grupp där orsakerna till variabilitet kan vara både inre och yttre. Deras studier ger nyckeldata för vår förståelse av stjärnors fysik och universums skala.