우주의 신비

[이광식의 천문학+] 제9 행성…천문학계 오랜 보물찾기

입력 : 2017.07.15 11:17 ㅣ 수정 : 2017.07.15 11:17

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▲ 제9행성 상상도. 아직까지 발견된 제9행성은 없다. 그 존재를 예측하는 가설은 존재하지만 그것이 앞으로 발견될 것인지는 아무도 모른다. (사진=NASA)



영어로 ‘플래닛 나인’(Planet Nine)이라 하는 제9행성은 행성 반열에서 탈락하기 전 명왕성을 가리키는 말이었고, 그전에는 제10행성이라 일컬어졌다.

1930년 제9행성 명왕성을 발견한 미국의 클라이드 톰보는 그후로도 로웰 천문대에서 제10행성을 찾는 데 열정을 쏟았다. 천왕성이나 해왕성의 이상 움직임으로 보아 제10행성도 반드시 존재할 거라는 믿음이 퍼져 있었기 때문이다. 그러나 그 이상 정도가 워낙 미미하여 해왕성 경우처럼 계산서를 뽑기는 불가능했다.

그래서 톰보는 몸으로 떼우는 방법을 취했는데, 무려 17년 동안 온 하늘의 70% 이상을 촬영하여 일일이 대조하는 대장정에 올랐던 것이다. 웬만한 끈기로는 엄두도 못 낼 일이었다. 오직 톰보만이 할 수 있었던 일이다. 그러나 끈기의 결과는 허무했다. 16등성보다 밝은 미지의 행성을 결국 발견하지 못했던 것이다. 여담이지만, 이 톰보는 류현진이 뛰고 있는 LA 다저스의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 외할아버지다.

그후로도 제10행성을 찾으려는 노력이 몇몇 사람들에 의해 계속되었지만, 성공하지는 못했고, 명왕성이 행성에서 탈락하는 바람에 명칭만 제9행성 찾기로 바뀌었을 뿐이다.

명왕성이 행성 지위를 잃은 이후 제9행성의 존재 가능성을 처음으로 제기한 건 2014년 채드윅 트루히요 미국 노던애리조나대 교수와 스콧 셰퍼드 미국 카네기과학연구소 연구원이다.



태양에서 200AU 떨어진 거리에 주변 소천체를 중력으로 끌어당기는 미지의 ‘행성 9’가 존재하는 것으로 추정된다고 과학저널 ‘네이처’에 발표했다. 이는 태양에서 명왕성까지의 거리보다도 5배 먼 거리다.

트루히요 교수는 “카이퍼 띠 소천체들의 움직임이 일반적이지 않았는데, 이를 해왕성의 영향으로 보기엔 해왕성과 소천체들 사이의 거리가 너무 멀다”고 설명하면서 카이퍼 띠를 이루는 소천체들이 행성 9의 파편일 수도 있다고 주장했다.

2016년 초에도 행성 9의 존재에 대한 증거를 찾았다는 새로운 주장이 제기되었다.

주인공은 미국 캘리포니아 공과대학(칼텍) 마이클 브라운과 콘스탄틴 배티진 교수로, ‘천문학 저널’에 명왕성 너머에 행성 9가 존재한다는 증거를 찾아냈다고 발표했다.

이 가설은 해왕성 바깥 천체(TNOs)가 보여주는 비정상적인 공전궤도 형태를 설명하기 위해 제기되었는데, 이에 따르면, 행성 9의 공전궤도는 타원형이며 그 주기는 1만 5000년이다. 태양으로부터의 평균 거리는 약 700AU로 태양-해왕성 거리의 20배에 이른다. 그러나 궤도가 크게 찌그러져 있기 때문에 태양에 가장 가까이 접근할 때는 200AU, 가장 멀 때는 1200AU까지 물러나며, 궤도경사각은 30도로 추정했다. 또한 이 행성의 질량은 지구의 10배, 반지름은 2~4배로 예측했다.

마이클 브라운은 제9행성이 천왕성 및 해왕성과 비슷한 얼음 가스행성일 것으로 추정했지만, 과연 이런 거대 행성이 발견될는지는 미지수다. 다만 2014년 유사한 연구에서는 2만 6000 천문단위 이내에 목성급(지구 질량의 318배) 행성은 없다는 결과가 나왔다.

2017년 6월에는 코리 섕크먼 캐나다 빅토리아대 교수팀이 카이퍼 띠 소천체 4개를 정밀 분석했지만 미지의 행성으로부터 영향을 받은 흔적은 찾지 못했다는 논문을 발표했다. 천체망원경으로 해왕성 너머의 우주 영역을 관측하는 ‘태양계 외곽 기원 조사(OSSOS)’를 수행한 결과, 그 같은 결론에 도달했다고 밝혔다.

만약 제9행성이 발견된다면 언론에서 쓰이는 행성 9(Planet Nine)라는 이름을 떼어내고 로마 신화에 나오는 신들의 이름 중 하나를 받게 될 것이다. 국제천문연맹은 최초 발견자가 제시한 이름에 우선권을 부여하여 이를 검토한 뒤 정식명칭으로서 공식 발표하게 된다.

제9행성은 과연 존재할까? 그것은 아무도 모른다. 우주에는 우리 상상을 뛰어넘는 일들이 너무나 많으므로 어느 날 문득 제9행성이 우리 앞에 장엄한 모습을 드러낼지도 모를 일이다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

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