¿Era el Sol joven más frío o más caliente de lo que es hoy?

La temperatura a una distancia dada del Sol depende de la luminosidad del Sol, no de su temperatura.

El siguiente gráfico traza una serie de pistas sobre cómo evoluciona la luminosidad frente a la temperatura para estrellas de varias masas (líneas azules, etiquetadas con la masa en unidades solares) hasta el punto en el que comienzan la fusión nuclear de hidrógeno y se establecen en el "cero secuencia principal de edad".

Las líneas rojas son "isocronas" que unen puntos en el diagrama que tienen la misma edad. Como suele ser el caso en estos diagramas de Hertzsprung Russell, la temperatura es más alta a la izquierda y los números se representan logarítmicamente (base 10).

Lo que muestra este gráfico es que en sus primeros millones de años más o menos, el Sol joven (que tenía aproximadamente 1,0 masas solares) era más frío y más luminoso que cuando tenía unos 100 millones de años cuando se había convertido en un hidrógeno completamente establecido. -Estrella de la secuencia principal en llamas. Se las arregló para hacer esto porque habría sido considerablemente más grande (por factores de 2-4) que el Sol actual.

La alta luminosidad del Sol joven significa que el hielo de agua no podría condensarse en el sistema solar interior, por lo tanto, "caliente y seco". El agua en forma gaseosa se acumula o se dispersa junto con el resto del disco de material que rodeaba al Sol primitivo.

La paradoja del "Sol joven débil" se aplica después de que el Sol se ha asentado en la secuencia principal. A los 100 millones de años, el Sol habría sido significativamente menos luminoso de lo que es ahora. La luminosidad de una estrella de secuencia principal de tipo solar crece alrededor de un 10% cada mil millones de años, a una temperatura aproximadamente constante .

Está haciendo la pregunta incorrecta para el problema en cuestión. Es la luminosidad del sol la que determina la temperatura de la tierra, no su temperatura. Y puede ver en el diagrama a continuación que durante la formación la temperatura siempre aumenta cuando se acerca a la secuencia principal (la curva siempre va hacia la izquierda, nunca hacia la derecha), por lo que la temperatura siempre ha sido más baja en el pasado que ahora. Pero la luminosidad (la escala vertical) ha ido subiendo y bajando de acuerdo con el modelo evolutivo del sol, y durante un cierto período fue efectivamente más baja de lo que es hoy.

La 'Paradoja del Sol Joven Débil' (aunque esto se relaciona con un período ligeramente posterior que no se muestra aquí) se explica por el 'Efecto de Gas de Efecto Invernadero' debido al aumento de los niveles de$CO_2$en la atmósfera terrestre, pero se han propuesto otras explicaciones para esto .

Si ambos.

Como protoestrella, el sol se formó a partir de una bola de gas que colapsó. En este estado la luminosidad total del sol era muy alta, y sería llamado un objeto T-Tauri. Luego siguió la "Pista Hayashi" de luminosidad decreciente a temperatura constante (de alrededor de 4000K en la superficie)

Luego cambió de rumbo y aumentó la temperatura a una luminosidad aproximadamente constante. Todo esto sucedió en los primeros millones de años de la existencia del sol, mientras se formaba la Tierra.

En los primeros 500 millones de años se volvió gradualmente menos luminoso alcanzando un nadir de alrededor de 0,7 de luminosidad solar. A partir de ese momento, la luminosidad aumentó gradualmente, pero a temperatura casi constante, el aumento se produce por un aumento en el radio solar.

Entonces, hay un problema de sol tenue (a los 500 millones de años, el sol solo dio el 70% de la luminiscencia actual) y un problema de agua (el viento solar del objeto T-tauri que se convertiría en el sol no dejaría mucha agua en el sistema solar interior)