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[아하! 우주] 태양계 끝에 ‘행성X’ 숨어있다?…제9 행성의 비밀

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▲ 태양계 변두리에 숨어 있을 것으로 예측되는 제9 행성 상상도. 해왕성보다 클 것으로 예상된다



태양계 끝자락에 제9 행성(Planet Nine)은 과연 존재할까? 존재한다면 언제 발견될 수 있을까?

제9 행성에 대한 관심이 식을 줄 모르고 계속되고 있다. 이에 대한 증거가 태양계 먼 변두리에서 계속 발견되고 있는 추세다.

특히 ‘고블린'(The Goblin·마귀)으로 알려진 왜행성 2015 TG387의 최근 발견이 주목을 끌고 있다. 이 왜행성은 극단적으로 길쭉한 타원 궤도를 가지고 있는데, 이는 태양계 깊숙한 변두리에 있는 상당한 질량의 천체로부터 받는 중력 때문이라고 연구자들은 보고 있다.

"제9 행성은 우리가 관찰한 모든 것들에 대해 설명할 수 있는 유일한 답안으로 보인다”고 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 이론 천체 물리학자 콘스탄틴 배티진이 말했다. 그는 2014년부터 시작된 제9 행성 사냥의 주역이다.

그해에 천문학자인 차드 트루히요와 스콧 셰퍼드는 해왕성 궤도를 훨씬 너머 큰 질량의 왜행성이 있을 것으로 예측했다. 이 천체의 존재가 왜행성 세드나와 2012 VP113의 궤도에서 보이는 특이한 현상을 비롯해 몇몇 다른 천체들의 움직임을 설명할 수 있을 것이라고 제안했다.

2016년 1월, 배티진과 칼텍의 동료 연구원 마이크 브라운은 이 가상 세계, 곧 제9 행성에 대한 더 많은 증거를 제시했다. 그들은 또한 제9 행성이 지구보다 10배나 더 크며, 평균 600천문단위(AU) 거리의 궤도를 도는 것으로 예측했다.(1AU는 지구 - 태양 거리. 약 1억5000만km)

괴상한 궤도를 가진 제9 행성에 대한 추적은 꾸준히 계속되었다. 이 미지의 행성이 행사하는 중력에 영향을 받는 천체를 14개까지 천문학자들이 찾아냈다고 밝히는 배티진은 “제9 행성의 존재에 대한 증거는 정말 확실하다”고 덧붙였다.

워싱턴 DC의 카네기 연구소 소속 셰퍼드는 제9 행성이 존재할 확률을 “90 퍼센트 이상”이라고 쐐기를 박았다. 그는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 “우리는 그 가능성이 그보다 높으면 높았지 낮지는 않을 거라고 본다”라고 말하면서 “내 개인적으로는 80% ~ 90% 수준”이라고 밝혔다.

그렇다면 제9 행성(행성X)은 대체 어디에 숨어 있는 걸까?

배티진과 셰퍼드 팀은 지난 몇 년 동안 제9 행성의 소재를 체계적으로 수배해왔다. 두 팀은 하와이 마우나 케어 산꼭대기에 있는 일본의 스바루 망원경(구경 8m)를 사용해서 제9 행성을 추적했다. 물론 제9 행성의 탐색에 참여한 팀은 이들뿐 아니라 세계의 다른 연구 그룹들도 뛰어들었다. 그러나 아직까지 그 소재가 밝혀지지 않은 것에 대해 셰퍼드는 그다지 놀라운 사실은 아니라는 입장을 내놓았다.

셰퍼드는 “우리는 제9 행성이 비록 해왕성만큼 크다 할지라도 수백 AU 공간의 저쪽에 있다면 대구경의 망원경으로도 보기 힘들 만큼 희미할 것”이라고 설명하면서 “지금까지 어떤 연구팀도 그만큼 깊은 공간으로 들어간 적이 없다. 드넓은 태양계 변두리에는 아무리 큰 천체일지라도 숨어 있을 공간이 얼마든지 있다”고 덧붙였다. 사실 지금까지 제9 행성이 있을 가능성이 가장 높은 지역인 ‘프리미엄 스카이’의 20~25% 만 검색 대상으로 삼았다.

천문학자들은 천체의 질량, 밝기 또는 정확한 궤도를 알지 못하기 때문에 제9 행성의 발견 시점을 예측하기는 어렵다고 말한다.

배티진은 스바루가 과연 제9 행성을 잡아낼 수 있을 것인지에 대해 회의적이다. 비록 스바루가 높은 해상력과 넓은 시야를 가진 망원경이지만, 그래도 허블 우주망원경에 비해 해상력은 떨어진다. 그렇다고 시야가 극히 좁은 허블을 제9 행성 사냥에 동원하는 것은 아주 비효율적인 일이다. 그걸로는 드넓은 태양계 외부를 모두 뒤질 수가 없기 때문이다.



스바루로 불가능하다 하더라도 제9 행성 사냥꾼들에게는 하나의 희망이 남아 있다. 2020년대 초 칠레 안데스에 들어설 차세대 천체 망원경 LSST(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경) 같은 강력한 장비의 도움을 받을 것수 있기 때문이다.

“우리가 앞으로 5년 내에 그것을 찾지 못한다면, LSST가 제9 행성을 찾아내줄 것”이라고 배티진은 기대하고 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com  

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