Начиная с середины 60–х в наземных наблюдениях Солнечной системы стало отмечаться поразительное явление — аномальное внутреннее инфракрасное излучение, идущее с планеты Юпитер. Позднее наблюдения, произведенные космическими аппаратами «Пионер» и «Вояжер» в 70–х-80–х, добавили другие «гигантские газовые планеты» — Сатурн, Уран и Нептун — в список миров Солнечной системы, которые каким- то образом, без наличия внутренних термоядерных процессов (как это происходит у звезд), излучают в космос больше энергии, чем получают от Солнца.
В ходе многочисленных дискуссий были установлены три возможных внутренних источника этого аномального «инфракрасного избытка»:
1. Первичное тепло. Остаточное «ископаемое термальное эхо» огромной энергии, связанной с расширением и сжатием планеты в ходе ее формирования. В соответствии с этим сценарием энергия сохраняется внутри планеты буквально миллиарды лет и при этом медленно излучается в космос.
2. Модель текучести гелия. Нагревание, происходящее из- за окончательного разделения легких элементов (гелия от водорода) в планетах — так называемых «газовых гигантах». Отделение высвобождает потенциальную энергию, когда гелий проваливается к центру планеты (что является формой сверхмедленного, непрекращающегося сжатия под действием силы тяжести).
3. Радиоактивный распад. Аномальное высвобождение энергии из- за избыточного радиоактивного распада тяжелых элементов, сконцентрированных внутри массивного «каменного ядра» газовых гигантов.
Из этих трех объяснений «энергетических аномалий» только первое применимо к Юпитеру. Из- за своей массы (318 «земных» масс) Юпитер попадает в категорию миров, которые могут удерживать это первичное тепло на всем протяжении существования Солнечной системы (почти пять миллиардов лет) и могут излучать его в количествах, поддающихся наблюдению.
Однако когда ученые попытались на самом деле измерить количество избыточного тепла, которое излучает Юпитер, выяснилось, что «модель первичного тепла» недостаточна для оценки инфракрасного излучения Юпитера. Даже сегодня коэффициент нынешнего соотношения поглощаемой солнечной энергии (пять миллиардов в год) и излучаемой внутренней энергии Юпитера по–прежнему два к одному. Это намного превосходит тот избыток, который можно было бы предположить по прошествии столь огромного промежутка времени.
После второго полета «Вояжера» в 80–х все стали склоняться ко второй версии объяснения «внутреннего тепла» — «Модели текучести гелия» — из- за теплового избытка, излучаемого Сатурном. Однако, по причине сравнительно небольшой массы планеты (в 30 раз меньше земной), только третья версия — массированный внутренний радиоактивный распад — могла бы дать реальное объяснение еще более странному инфракрасному излучению Урана и Нептуна. При этом во всех трех объяснениях возникают серьезные трудности, если речь идет о планетах легче Юпитера.
Во время первого полета «Вояжера» к Урану и Нептуну его оборудование зафиксировало едва различимый (но все же заметный) «инфракрасный избыток» Урана, составлявший от 1,14 до 1. У Нептуна же, который, в сущности, является планетой- близнецом Урана, отношение внутреннего тепла к получаемому солнечному свету составляло, как ни удивительно, три к одному.
Однако проводившиеся одновременно с этим гравиметрические измерения доплеровского эффекта не обнаружили аномального скопления тяжелых элементов возле ядер этих планет. Хотя именно это было бы необходимо, если бы наблюдаемый избыток инфракрасного излучения был на самом деле вызван концентрацией радиоактивных элементов внутри планет.
Будучи не в силах доказать модель радиоактивного распада, физики занялись поисками альтернативных объяснений избыточного выделения энергии Ураном. Вскоре они увлеклись одной из черт, которая выделяла Уран из ряда других тел Солнечной системы, — его ярко выраженный «осевой наклон».
В сравнении с другими планетами нашей системы, Уран имеет «отклонение» (технический термин) около 98° плоскости своей орбиты относительно Солнца. Нептун в этом смысле «более нормальный» — около 30°. (Для сравнения) отклонение Земли составляет около 23,5°.) Это приводит к новой версии, «модели последней коллизии». В соответствии с ней, задолго до своего формирования Уран в силу неизвестных причин столкнулся с другим крупным объектом, возможно, со странствующей малой планетой. По теории, это, в дополнение к уже имеющейся на планете ситуации, могло значительно увеличить количество в геологическом смысле «новейшей» внутренней энергии Урана, повышая внутреннюю температуру до определенного значения. Эта модель доказывает, что повышенная температура в Уране, вызванная крупной космической коллизией, могла вызвать существующее в настоящем избыточное инфракрасное излучение, что и было отмечено «Вояжером» в 1986 году.