Astrônomos descobrem o que provoca supererupções em uma gigante vermelha

Uma gigante vermelha observada pelo telescópio espacial Kepler, da NASA, apresenta uma atividade magnética que desafia a ideia de que estrelas em estágios avançados de evolução necessariamente se tornam menos ativas.

Conhecida como KIC 2852961, ela produz supererupções estelares, eventos que liberam quantidades de energia muito superiores às das erupções solares mais intensas.

Agora, pesquisadores do Observatório Konkoly, pertencente ao Centro de Pesquisa em Astronomia e Ciências da Terra HUN-REN, na Hungria, identificaram uma combinação de processos físicos que pode explicar esse comportamento.

O estudo, liderado pelo astrônomo Zsolt Kővári, foi disponibilizado em outubro de 2026 e submetido à revista científica Astronomy & Astrophysics, após revisões solicitadas pelos avaliadores.

Os resultados indicam que a atividade excepcional da estrela está relacionada à influência gravitacional de uma companheira próxima, à rotação diferencial e à presença de grandes manchas magnéticas em sua superfície.

A descoberta ajuda a compreender como estrelas gigantes podem continuar produzindo fenômenos magnéticos extremamente energéticos mesmo depois de abandonar a fase principal de suas vidas.

As gigantes vermelhas são estrelas que passaram por transformações importantes em sua estrutura interna após consumir grande parte do hidrogênio disponível para a fusão nuclear em seus núcleos.

Durante essa evolução, suas camadas externas se expandem consideravelmente, aumentando o raio da estrela e modificando sua rotação.

Em muitos casos, essa expansão provoca uma redução da velocidade de rotação superficial, o que pode enfraquecer determinados processos responsáveis pela geração de campos magnéticos.

Entretanto, KIC 2852961 apresenta um comportamento bastante diferente.

A estrela possui aproximadamente 12 vezes o raio do Sol e apresenta grandes variações periódicas de brilho, associadas à presença de extensas manchas escuras em sua superfície.

Essas manchas são semelhantes, em princípio, às manchas solares, mas podem ocupar regiões muito maiores.

Elas estão relacionadas a concentrações de campos magnéticos que interferem no transporte de energia até a superfície, fazendo com que determinadas áreas apresentem temperaturas inferiores às regiões ao redor.

Conforme a estrela gira, essas manchas entram e saem do campo de visão dos observadores, produzindo variações mensuráveis em sua luminosidade.

O telescópio Kepler registrou essas mudanças com precisão suficiente para permitir o estudo da rotação e da atividade magnética da estrela.

Em uma pesquisa publicada em 2020, a mesma equipe identificou 59 erupções e supererupções nos dados do Kepler.

Esses eventos revelaram que KIC 2852961 estava entre os objetos de maior atividade eruptiva observados pela missão.

Entretanto, ainda era necessário compreender o que sustentava essa atividade tão intensa.

Para investigar o problema, os pesquisadores combinaram as observações fotométricas do Kepler com medições espectroscópicas realizadas a partir da Terra e informações da missão Gaia, da Agência Espacial Europeia.

As novas medições de velocidade radial confirmaram que KIC 2852961 faz parte de um sistema binário próximo.

Isso significa que ela está gravitacionalmente ligada a outra estrela, com a qual orbita um centro de massa comum.

A companheira é uma estrela menos luminosa, e sua proximidade produz efeitos gravitacionais importantes sobre a gigante vermelha.

Um desses efeitos é a ação das forças de maré.

Na Terra, a atração gravitacional da Lua e do Sol contribui para produzir as marés oceânicas.

Em sistemas estelares próximos, forças semelhantes podem deformar as estrelas e alterar gradualmente suas velocidades de rotação e características orbitais.

Essas interações se tornam especialmente importantes quando uma das estrelas aumenta muito de tamanho.

No caso de KIC 2852961, a expansão durante a fase de gigante vermelha intensificou os efeitos gravitacionais exercidos pela companheira.

Ao longo da evolução do sistema, essas forças contribuíram para aproximar a rotação da gigante vermelha do período de sua órbita.

Esse processo é conhecido como sincronização por maré.

Quando a sincronização é completa, uma estrela pode passar a apresentar um período de rotação igual ao período orbital do sistema.

As forças de maré também podem reduzir a excentricidade da órbita, tornando-a progressivamente mais circular.

Os pesquisadores concluíram que KIC 2852961 se encontra próxima dessas condições, mas ainda não atingiu uma sincronização completa.

E essa diferença parece desempenhar um papel importante na atividade magnética da estrela.

Uma estrela não gira necessariamente como um corpo sólido.

Por ser formada por matéria em estado de plasma, diferentes regiões podem apresentar velocidades de rotação distintas.

Esse fenômeno é conhecido como rotação diferencial.

No Sol, por exemplo, as regiões próximas ao equador completam uma volta em menos tempo do que as regiões próximas aos polos.

Essa diferença de velocidade contribui para deformar e reorganizar os campos magnéticos solares.

Em KIC 2852961, os pesquisadores encontraram evidências de que as forças de maré restringiram a rotação diferencial, mas não a eliminaram completamente.

A rotação diferencial residual pode manter um mecanismo de geração de campos magnéticos conhecido como dínamo estelar.

Esse processo ocorre quando movimentos do plasma eletricamente condutor transformam energia associada à rotação e à circulação da matéria em energia magnética.

À medida que diferentes regiões da estrela se movimentam, as linhas do campo magnético podem ser esticadas, torcidas e reorganizadas.

O resultado é a formação de estruturas magnéticas cada vez mais complexas, capazes de armazenar grandes quantidades de energia.

Em determinadas condições, essa energia pode ser liberada rapidamente por meio de um processo chamado reconexão magnética.

Durante a reconexão, a configuração dos campos magnéticos muda abruptamente, convertendo parte da energia armazenada em aquecimento do plasma, aceleração de partículas e emissão de radiação.

Esse mecanismo também está associado às erupções observadas no Sol.

Entretanto, em uma estrela com grandes estruturas magnéticas, a quantidade de energia disponível pode ser muito maior.

É justamente essa combinação que os pesquisadores propõem para explicar as supererupções de KIC 2852961.

Um dos resultados mais importantes do estudo envolve a relação entre as manchas estelares e a energia liberada durante as erupções.

As observações do Kepler mostram que KIC 2852961 apresenta variações expressivas de luminosidade ao longo de sua rotação.

Essas mudanças indicam que grandes regiões de sua superfície são ocupadas por manchas associadas à atividade magnética.

Quanto maior a extensão dessas estruturas, maior pode ser a quantidade de energia armazenada nos campos magnéticos relacionados a elas.

Isso não significa que as manchas sejam depósitos físicos de energia que explodem diretamente.

A energia está associada principalmente à configuração dos campos magnéticos presentes na atmosfera estelar, especialmente nas regiões acima das manchas.

Quando esses campos se tornam suficientemente complexos e instáveis, podem sofrer reconexões e liberar parte da energia acumulada.

Os pesquisadores propõem que a rotação diferencial de KIC 2852961 desempenha duas funções complementares.

Ela contribui para a manutenção de grandes regiões magneticamente ativas e, ao mesmo tempo, favorece a deformação dos campos magnéticos responsáveis pelas erupções.

Essa combinação permite compreender por que a estrela pode produzir eventos tão energéticos.

O estudo também reforça a relação observada em diferentes tipos de estrelas entre a extensão das manchas magnéticas e a intensidade das erupções.

Entretanto, a quantidade de energia liberada depende de diversos fatores, incluindo a intensidade, a geometria e a evolução dos campos magnéticos.

Uma das principais questões investigadas pela equipe era se a estrela companheira poderia desencadear diretamente as supererupções.

Em alguns sistemas binários, interações entre os campos magnéticos das estrelas podem contribuir para a liberação de energia.

Se esse mecanismo fosse dominante em KIC 2852961, seria possível esperar que as erupções ocorressem preferencialmente em determinadas posições ao longo da órbita.

Os pesquisadores analisaram essa possibilidade procurando relações entre a ocorrência das erupções e a fase orbital do sistema.

Entretanto, não encontraram uma concentração significativa de eventos em posições orbitais específicas.

Esse resultado enfraquece a hipótese de que as supererupções sejam provocadas diretamente pela interação magnética entre as duas estrelas.

A interpretação favorecida pela equipe é que a companheira desempenha um papel indireto.

Sua influência gravitacional modificou a evolução da rotação da gigante vermelha, ajudando a estabelecer condições favoráveis à manutenção de um dínamo magnético eficiente.

Mas a energia liberada nas supererupções parece estar associada principalmente aos processos magnéticos internos da própria gigante.

Em outras palavras, a estrela companheira influencia as condições que permitem a atividade, mas não precisa atuar como um gatilho para cada erupção.

Os resultados ajudam a ampliar a compreensão da atividade magnética em estrelas que já passaram pela sequência principal, fase durante a qual produzem energia principalmente pela fusão de hidrogênio em seus núcleos.

Embora muitas gigantes vermelhas apresentem rotação lenta, a presença de uma companheira próxima pode modificar significativamente sua evolução.

As interações gravitacionais podem transferir momento angular e impedir que determinadas estrelas apresentem a redução de rotação esperada para objetos isolados.

Quando isso acontece, os mecanismos responsáveis pela geração de campos magnéticos podem continuar operando com eficiência.

KIC 2852961 representa um exemplo particularmente extremo desse comportamento.

O estudo também oferece informações relevantes para compreender o clima espacial em sistemas estelares diferentes do nosso.

Supererupções podem produzir emissões intensas de radiação e, dependendo das condições, estar associadas a perturbações no ambiente ao redor da estrela.

Entretanto, a pesquisa não determina quais seriam os efeitos dessas erupções sobre eventuais planetas do sistema.

Seu principal resultado é demonstrar como a evolução orbital de um sistema binário pode influenciar a atividade magnética de uma estrela gigante.

A equipe destaca que compreender esses fenômenos exige considerar simultaneamente a rotação, os campos magnéticos, as manchas estelares e as características orbitais.

No caso de KIC 2852961, os dados indicam que a estrela companheira ajudou a criar condições favoráveis para uma atividade magnética extrema, enquanto a dinâmica interna da gigante permanece como a principal responsável pela produção das supererupções.

A pesquisa também abre caminho para investigar outras gigantes vermelhas que apresentam variações intensas de brilho e episódios de atividade eruptiva.

Comparar esses sistemas poderá ajudar os astrônomos a determinar em quais condições a interação gravitacional entre estrelas consegue sustentar campos magnéticos poderosos durante fases avançadas da evolução estelar.

Sobre a Imagem: Impressão artística da gigante vermelha KIC 2852961 e seus intensos laços coronais acima da superfície, com a estrela anã companheira ao fundo.

Créditos da Imagem: Zsolt Kővári.

Artigo Científico: https://arxiv.org/abs/2610.11799

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