athugunum og greiningum á breytilegum stjörnum sem gerðar eru af Payne-Gaposchkin og Gaposchkin lagði grunninn að öllum eftirfarandi vinnu á breytilegum stjörnum og notkun þeirra að vísbendingum til að uppbyggingu stjarna. Breytilegur stjörnur eru stjörnur sem breyta birtu sína. Það eru fjórar helstu tegundir:. (1) pulsating breytur, (2) að springa stjörnum (einnig kallað háskalegu breytur), (3) myrkvatvístirna, og (4) snúningur stjörnur
pulsating breytur breytast í birtu eins og þeir stækka og samningur. Þeir pulsate á nokkurra daga til að hvert 100 daga. Ein tegund af pulsating breytu er Cepheid. Stjörnufræðingar kalla einnig þessar stjörnur Cepheid breytur vegna þess að þeir uppgötvað fyrst einn í stjörnumerkinu Sefeusi. Payne-Gaposchkin og aðrar gátu stjörnufræðingar segja fjarlægð til Cepheid breytum með því að bera á sýnilega birtu stjarnanna með luminosities þeirra. The uppgötvun að aðrar vetrarbrautir eru fjarlæg kerfi sem eru ekki hluti af Vetrarbrautinni var gerð af stjörnuathuganir sefíta.
springa stjörnur springa óvænt með svo gríðarlega orku sem þeir varpa mikið magn af gasi og ryki í geiminn. Ein tegund af springa stjörnu Payne-Gaposchkin rannsakaði heitir Nova, plural Novae. Þessar stjörnur verða þúsund sinnum bjartari en venjulega. Þetta birta getur varað í nokkra daga eða jafnvel ár, og þá stjarnan aftur í daufri útliti sínu. Sumir Novae springa aftur og aftur. Önnur gerð af springa stjörnuna, sem kallast Supernova, er þúsund sinnum eins björt eins og venjulegt nova.
myrkvatvístirna eru tveggja manna stjörnur, sem samanstendur af a par af stjörnum sem hreyfast í kringum hvert annað. Stjörnurnar færa á þann hátt að einn reglubundið blokkir ljós en annar Bróðir. Þetta sljór minnkar heildar birtustig tveimur stjörnum eins og sést frá jörðu. Myrkvatvístirni eru aðeins ein tegund af manna stjörnu.
Frá 1966 til 1979, Payne-Gaposchkin var prófessor í Harvard, og frá 1967 til 1979 var
