[아하! 우주] 다른 별에서 온 손님?…태양계 미스터리 천체 켄타우로스의 비밀

태양계는 8개의 행성과 그 위성 이외에도 수많은 소행성과 혜성으로 이뤄진 행성계다. 그런데 이 가운데는 정확한 분류가 어려운 천체도 존재한다. 목성과 해왕성 궤도 사이에 있는 미스터리 천체들인 켄타우로스(Centaurs)가 그런 사례다. 사람의 상반신과 말의 하반신을 지닌 신화의 존재처럼 켄타우로스는 혜성 같은 활동성을 지닌 소행성 같은 천체들로 정확한 분류와 기원에 대해서 많은 논쟁이 있다. 일부 과학자들은 태양계 먼 외곽지역인 오르트 구름에서 기원했다고 주장하지만, 오르트 구름에서 기원한 혜성과도 다른 특징을 지니고 있다. 과학자들은 지름 1㎞ 이상 크기의 켄타우로스가 4만4000개 정도 있을 것으로 추정하고 있다.

프랑스 국립 과학 센터(CNRS)와 브라질 상파울루 주립대학(UNESP)의 국제 과학자팀은 적어도 19개의 켄타우로스가 태양계가 아닌 다른 행성계에서 기원했다는 연구 결과를 영국 왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표했다. 연구팀은 켄타우로스 가운데 태양계에서 기원했다고 보기 어려운 19개의 공전 궤도를 확인하고 시뮬레이션을 통해 이들의 기원을 규명했다. 그 결과 가장 가능성이 큰 시나리오는 45억 년 전 태양계가 형성되던 시점에 태양계 옆을 지나던 외계 행성 천체가 우연히 태양계의 중력에 포획되어 태양 주변 궤도를 공전하게 된 경우였다.

행성, 소행성, 혜성 등 태양계에서 기원한 천체는 45억 년 전 원시 태양 주변에 형성된 가스와 먼지구름인 원시 행성계 원반에서 탄생했다. 따라서 각자 크기와 구성은 다르지만, 공전 궤도면은 거의 비슷하다. 반면 이번 연구에서 지목한 19개의 켄타우로스는 다른 태양계 천체 공전 궤도에 수직 방향으로 태양 주변을 공전하고 있다.

태양계 초기의 원시 행성계 원반에서 태어났다면 지니기 어려운 궤도다. 아마도 이 켄타우로스들은 다른 행성계의 소행성 혹은 혜성에 해당하는 천체였지만, 태양계와 가까운 거리를 지나가는 과정에서 태양계에 포획되어 우연히 태양계 천체가 되었을 것이다.

만약 이 연구 결과가 옳다면 과학자들에게는 외계 행성계를 연구할 절호의 기회다. 오무아무아나 보리소프처럼 외계에서 기원한 것이 분명한 천체들이 태양계를 방문하긴 했지만, 너무 빠른 속도로 태양계를 벗어나기 때문에 자세히 관측하기가 불가능했다. 반면 켄타우로스는 태양계 내부 천체이기 때문에 직접 탐사선을 보내 관측할 수도 있다. 당장에는 탐사선 발사 계획이 없지만, 언젠가 과학자들은 이 미스터리 천체에도 탐사선을 보내 정확한 기원과 외계 행성계와의 연관성을 확인할 것이다. 그때가 되면 전혀 상상하지도 못했던 의외의 사실이 밝혀질지도 모른다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com