El calor interno es la fuente de calor del interior de los objetos celestes , como estrellas , enanas marrones , planetas , lunas , planetas enanos y (en la historia temprana del Sistema Solar ) incluso asteroides como Vesta , resultante de la contracción causada por la gravedad (el mecanismo de Kelvin-Helmholtz ), la fusión nuclear , el calentamiento por mareas , la solidificación del núcleo ( el calor de la fusión liberado cuando el material del núcleo fundido se solidifica) y la desintegración radiactiva . La cantidad de calentamiento interno depende de la masa ; cuanto más masivo es el objeto, más calor interno tiene; también, para una densidad dada, cuanto más masivo es el objeto, mayor es la relación entre la masa y el área de la superficie y, por lo tanto, mayor es la retención de calor interno. El calentamiento interno mantiene los objetos celestes calientes y activos.
En la historia temprana del Sistema Solar, los isótopos radiactivos con una vida media del orden de unos pocos millones de años (como el aluminio-26 y el hierro-60 ) eran suficientemente abundantes para producir suficiente calor para causar la fusión interna de algunas lunas e incluso algunos asteroides, como Vesta mencionado anteriormente. Después de que estos isótopos radiactivos se desintegraran a niveles insignificantes, el calor generado por isótopos radiactivos de vida más larga (como el potasio-40 , el torio-232 y el uranio-235 y el uranio-238 ) fue insuficiente para mantener estos cuerpos fundidos a menos que tuvieran una fuente alternativa de calentamiento interno, como el calentamiento por mareas. Por lo tanto, la Luna de la Tierra , que no tiene una fuente alternativa de calentamiento interno, ahora está geológicamente muerta, mientras que una luna tan pequeña como Encélado que tiene suficiente calentamiento por mareas (o al menos lo tuvo recientemente) y algo de calentamiento radiactivo restante, es capaz de mantener un criovulcanismo activo y directamente detectable .
El calentamiento interno de los planetas terrestres alimenta las actividades tectónicas y volcánicas . De los planetas terrestres del Sistema Solar, la Tierra es la que tiene el mayor calentamiento interno porque es el más grande. Mercurio y Marte no tienen efectos superficiales visibles de calentamiento interno porque tienen solo el 5 y el 11% de la masa de la Tierra respectivamente; están casi "geológicamente muertos" (sin embargo, véase el campo magnético de Mercurio y la historia geológica de Marte ). La Tierra, al ser más masiva, tiene una relación suficiente de masa a área superficial para que su calentamiento interno impulse la tectónica de placas y el vulcanismo .
Los planetas gigantes tienen un calentamiento interno mucho mayor que los planetas terrestres, debido a su mayor masa y mayor compresibilidad, lo que hace que haya más energía disponible a partir de la contracción gravitacional. Júpiter , el planeta más masivo del Sistema Solar, tiene el mayor calentamiento interno, con una temperatura central estimada en 36.000 K. Para los planetas exteriores del Sistema Solar, el calentamiento interno impulsa el clima y el viento en lugar de la luz solar que impulsa el clima para los planetas terrestres. El calentamiento interno dentro de los planetas gigantes eleva las temperaturas por encima de las temperaturas efectivas , como en el caso de Júpiter, esto hace que sea 40 K más cálido que la temperatura efectiva dada. Se cree que una combinación de calentamiento externo e interno (que puede ser una combinación de calentamiento de marea y calentamiento electromagnético) convierte a los planetas gigantes que orbitan muy cerca de sus estrellas ( Júpiter calientes ) en " planetas hinchados " (se cree que el calentamiento externo no es suficiente por sí solo).
Las enanas marrones tienen un mayor calentamiento interno que los gigantes gaseosos, pero no tan grande como las estrellas. El calentamiento interno dentro de las enanas marrones (inicialmente generado por la contracción gravitacional) es lo suficientemente grande como para encender y sostener la fusión de deuterio con hidrógeno para formar helio ; para las enanas marrones más grandes, también es suficiente para encender y sostener la fusión de litio con hidrógeno, pero no la fusión de hidrógeno consigo mismo. Al igual que los gigantes gaseosos, las enanas marrones pueden tener clima y viento alimentados por el calentamiento interno. Las enanas marrones son objetos subestelares no lo suficientemente masivos como para sostener reacciones de fusión de hidrógeno-1 en sus núcleos, a diferencia de las estrellas de la secuencia principal. Las enanas marrones ocupan el rango de masa entre los gigantes gaseosos más pesados y las estrellas más ligeras, con un límite superior alrededor de 75 a 80 masas de Júpiter (MJ). Se cree que las enanas marrones más pesadas que aproximadamente 13 MJ fusionan deuterio y las superiores a ~65 MJ, también fusionan litio.
El calentamiento interno de las estrellas es tan grande que (después de una fase inicial de contracción gravitacional) se encienden y sostienen la reacción termonuclear del hidrógeno (consigo mismo) para formar helio , y pueden fabricar elementos más pesados (véase Nucleosíntesis estelar ). El Sol , por ejemplo, tiene una temperatura central de 13.600.000 K. Cuanto más masivas y antiguas son las estrellas, más calentamiento interno tienen. Durante el final de su ciclo de vida, el calentamiento interno de una estrella aumenta drásticamente, causado por el cambio de composición del núcleo a medida que se consumen sucesivos combustibles para la fusión, y la contracción resultante (acompañada de un consumo más rápido del combustible restante). Dependiendo de la masa de la estrella, el núcleo puede calentarse lo suficiente como para fusionar helio (formando carbono y oxígeno y trazas de elementos más pesados), y para estrellas suficientemente masivas incluso grandes cantidades de elementos más pesados. La fusión para producir elementos más pesados que el hierro y el níquel ya no produce energía, y como los núcleos estelares lo suficientemente masivos como para alcanzar las temperaturas requeridas para producir estos elementos son demasiado masivos para formar estrellas enanas blancas estables, se produce una supernova por colapso del núcleo , que produce una estrella de neutrones o un agujero negro , dependiendo de la masa. El calor generado por el colapso queda atrapado dentro de una estrella de neutrones y solo escapa lentamente, debido a la pequeña área de superficie; el calor no puede ser conducido fuera de un agujero negro en absoluto (sin embargo, consulte la radiación de Hawking ).