El calor interno es la fuente de calor procedente 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 provocada por la gravedad . (el mecanismo Kelvin-Helmholtz ), la fusión nuclear , el calentamiento por mareas , la solidificación del núcleo ( calor de fusión liberado a medida que el material fundido del núcleo 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; Además, para una densidad dada, cuanto más masivo sea el objeto, mayor será la relación entre masa y área de superficie y, por tanto, mayor será la retención de calor interno. La calefacción interna mantiene los objetos celestes calientes y activos.
En la historia temprana del Sistema Solar, los isótopos radiactivos que tenían una vida media del orden de unos pocos millones de años (como el aluminio-26 y el hierro-60 ) eran lo suficientemente abundantes como para producir suficiente calor como para provocar la fusión interna de algunas lunas y Incluso algunos asteroides, como Vesta, mencionado anteriormente. Después de que estos isótopos radiactivos se desintegraron a niveles insignificantes, el calor generado por los 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 un fuente alternativa de calefacción interna, como la calefacción mareomotriz. 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 Encelado que tiene suficiente calentamiento por mareas (o al menos lo tuvo recientemente) y algo de calentamiento radiactivo remanente, es capaz de mantener una energía activa. y criovulcanismo directamente detectable .
El calentamiento interno de los planetas terrestres impulsa las actividades tectónicas y volcánicas . De los planetas terrestres del Sistema Solar, la Tierra tiene el mayor calentamiento interno porque es el más grande. Mercurio y Marte no tienen efectos visibles continuos de calentamiento interno en la superficie porque tienen solo el 5 y el 11% de la masa de la Tierra, respectivamente; están casi "geológicamente muertos" (sin embargo, consulte el campo magnético de Mercurio y la historia geológica de Marte ). La Tierra, al ser más masiva, tiene una relación masa-superficie suficientemente grande como para que su calentamiento interno impulse la tectónica de placas y el vulcanismo .
Los gigantes gaseosos 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 durante planetas terrestres. El calentamiento interno dentro de los planetas gigantes gaseosos eleva las temperaturas por encima de las temperaturas efectivas , como en el caso de Júpiter, esto hace que la temperatura efectiva sea 40 K más cálida que la temperatura efectiva dada. Se cree que una combinación de calentamiento externo e interno (que puede ser una combinación de calentamiento por mareas y calentamiento electromagnético) convierte a los planetas gigantes que orbitan muy cerca de sus estrellas ( Júpiter calientes ) en " planetas hinchados " (no se cree que el calentamiento externo sea suficiente por sí solo).
Las enanas marrones tienen un calentamiento interno mayor que el de los gigantes gaseosos, pero no tanto como el de las estrellas. El calentamiento interno dentro de las enanas marrones (inicialmente generado por contracción gravitacional) es lo suficientemente grande como para encender y mantener la fusión del deuterio con hidrógeno para formar helio ; para las enanas marrones más grandes, también es suficiente encender y mantener la fusión del litio con hidrógeno, pero no la fusión del hidrógeno consigo mismo. Al igual que los gigantes gaseosos, las enanas marrones pueden tener el clima y el viento impulsados por calefacción interna. Las enanas marrones son objetos subestelares que no tienen la masa suficiente 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 masas entre los gigantes gaseosos más pesados y las estrellas más ligeras, con un límite superior de alrededor de 75 a 80 masas de Júpiter (MJ). Se cree que las enanas marrones que pesan más de 13 MJ fusionan deuterio y las que pesan más de ~65 MJ también fusionan litio.
El calentamiento interno dentro de las estrellas es tan grande que (después de una fase inicial de contracción gravitacional) se encienden y mantienen una reacción termonuclear del hidrógeno (consigo mismo) para formar helio , y pueden producir elementos más pesados (ver Nucleosíntesis estelar ). El Sol, por ejemplo, tiene una temperatura central de 13.600.000 K. Cuanto más masivas y viejas son las estrellas, mayor calentamiento interno presentan. Durante el final de su ciclo de vida, el calentamiento interno de una estrella aumenta drásticamente, provocado 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, en el caso de 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 dado que 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 un colapso del núcleo de una supernova , 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 superficie; El calor no se puede sacar de un agujero negro en absoluto (sin embargo, consulte Radiación de Hawking ).