La temperatura sobre la superficie terrestre no ha variado significativamente desde hace unos 3.000 millones de años, lo que lleva a pensar que el Sol ha permanecido irradiando la misma cantidad de energía desde al menos ese número de años. Sin embargo, a través de cuidadosas mediciones de la cantidad de luz que nos llega de los astros, se ha encontrado que un porcentaje bastante grande de estrellas varían de brillo: ya que no irradian la misma cantidad de luz con el transcurso del tiempo. Muchas estrellas varían de brillo en forma periódica, otras lo hacen irregularmente y algunas pocas lo hacen explosivamente.
El primer caso conocido y registrado fue el de una estrella de la constelación de la Ballena, que llega a ser tan brillante como para ser visible a simple vista y luego disminuye de brillo de forma tal que se hace invisible al ojo humano; se la bautizó con el nombre de Mira o sea "la maravillosa".
Mira es una estrella variable clasificada como pulsante (no debe confundirse una estrella variable pulsante con un pulsar) y aún hoy su variación se repite regularmente con un período de alrededor de un año. Existen estrellas similares a Mira, que aumentan y disminuyen regularmente de tamaño, lo que involucra un cambio en la cantidad de luz que irradian al espacio. Es decir, las variables pulsantes varían de brillo como resultado de una pulsación de su estructura interna .
Algunas variables pulsantes son extremadamente brillantes y además tienen la particularidad de que el período de variación se relaciona directamente con el brillo intrínseco de la estrella (por brillo intrínseco se entiende el brillo que realmente tiene la estrella y no el brillo observado, que es el que se mide desde la Tierra).
Existe por lo tanto una relación entre el período, el brillo intrínseco y la distancia. los astrónomosdeterminaron que si se obtiene el período de una variable pulsante se puede conocer fácilmente su brillo intrínseco y derivar, luego, la distancia a que se encuentra; las variables pulsantes son, por lo tanto, estraordinariamente útiles para determinar indirectamente las distancias de las agrupaciones estelares de las que forman parte.
Sin embargo, las estrellas variables más notables son, sin duda, las denominadas eruptivas: repentinamente emiten una cantidad inusual de radiación (parece que estallaran); se han identificado varias tipos, entre los cuales, los más conocidos son las estrellas novas y las supernovas.
Las novas aumentan de brillo rápidamente: en uno o dos días llegan a su máximo fulgor y luego decaen lentamente. En su brillo máximo a veces logran ser visibles a simple vista. Se ha encontrado que una nova expulsa al espacio una pequeña parte de la materia que la compone, ya que se forma una nebulosa a su alrededor que luego se va disipando a alta velocidad.
El fenómeno supernova (ya mencionado), es más espectacular. Se trata de estrellas, en su última etapa de existencia, que estallan produciendo un aumento gigantesco de brillo; también llegan a su máximo fulgor en uno o dos días, y luego disminuyen muy lentamente en el transcurso de uno o dos años. En esta explosión las supernovas expulsan una parte considerable de su estructura la que origina una nebulosa en expansión muy notable (remanentes). Se han observado supernovas en otras galaxias y en algunos casos fueron tan brillantes como toda la galaxia misma; esto da una idea de la extraordinaria cantidad de energía que es emitida por las supernovas en un tiempo relativamente corto.
El caso mejor estudiado es el de la Nebulosa del Cangrejo; un objeto gaseoso que se formó como resultado de la explosión de una supernova observada en el año 1054. De la medida de la expansión de esta nebulosa se ha podido determinar la fecha en que toda ella estaba acumulada en un punto, y ello coincide con la fecha en que en esa región del cielo se observó una estrella tan brillante que de acuerdo a las crónicas de esa época, llegó a ser visible en pleno día.
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