태양계 9번째 행성, 플래닛 나인 존재 가능성은? 남은 22%의 미스터리

오랫동안 우주를 사랑하는 사람들을 혼란스럽게 만든 태양계 외곽에 존재할 것으로 여겨지는 행성 “플래닛 나인(Planet Nine)”은 정말로 존재하는 것일까? 그 행성이 숨어있을 가능성이 있는 지역의 78%를 조사한 결과, 그곳에는 존재하지 않는다는 사실이 알려졌다. 이로 인해 플래닛 나인이 실재할 가능성은 크게 낮아졌지만, 아직 포기하기는 이르다.

남은 22%의 영역에 그것이 숨어 있을 가능성은 여전히 존재하기 때문이다. 그리고 설사 발견되지 않더라도, 과거에 그것이 존재했을 가능성까지 완전히 부정할 수는 없다.

 

태양계 9번째 행성, “플래닛 나인”

 

“플래닛 나인”은 태양계 끝자락에 존재한다고 추측되는 가설상의 행성이다. 그 존재가 처음으로 드러난 것은 2003년 태양계 외곽 천체 “세드나(Sedna)”가 발견되었을 때다. 세드나의 궤도는 매우 이례적이어서, 태양에 110억 km 이상 접근하지 않으며, 멀어질 때는 해왕성 궤도를 크게 넘어 1,400억 km나 떨어진다(각각 지구와 태양 사이의 거리의 75배와 900배).

이러한 천체가 처음부터 그 위치에서 형성되었다고 생각하기는 어렵다. 본래는 더 태양 가까이에 있었으나, 먼 행성급 질량의 천체가 이 천체를 끌어당긴 가능성이 높다. 그 질량의 정체로 여겨진 것이 바로 태양계 9번째 행성, 플래닛 나인이다.

이 가설은 세드나와 유사한 두 번째 천체 “2012 VP113″의 발견으로 더욱 신빙성을 얻었다. 게다가 현재는 1,000개 이상의 태양계 외곽 천체가 발견되었으며, 이들 중 하나로 여겨지는 명왕성도 그 일부이다.

이 천체들의 궤도는 원래 어느 방향으로든 향할 수 있어야 하지만, 실제로는 대체로 같은 방향을 향하고 있는 듯 보인다. 또한, 이 궤도들은 지구 궤도에 대한 기울기마저 유사하다.2016년의 연구 결과는 이러한 일치가 우연히 발생할 가능성은 1%도 안 되며, 지구 질량의 10배 이상의 천체의 중력이 이들을 끌어당겼을 가능성이 있다고 결론지었다.

그 외에도 태양의 자전축이 약간 기울어져 있는 것 등, 플래닛 나인의 존재를 암시하는 간접적인 증거가 발견되었다.

 

조사된 78%의 영역에는 없었다

 

하지만 간접적인 증거를 아무리 많이 모아도, 그것은 간접적인 증거에 불과하다. 플래닛 나인의 존재를 입증하기 위해서는 실제로 그것을 관측해야 한다. 2024년 3월 7일 자 ‘Astronomical Journal’에 게재된 연구는, 태양계 외곽 천체들의 배치를 역산하여 플래닛 나인의 궤도를 도출하고, 그 영역을 기존의 관측 데이터와 비교했다.

Dark Energy Survey(DES)에서는 플래닛 나인이 숨을 수 있는 공간의 약 10%가 탐색되었으며, 부정적인 결과가 나왔다. Zwicky Transient Facility(ZTF)의 3년간의 관측 데이터는 가능한 공간의 56%를 커버했으나, 역시 아무것도 발견되지 않았다. 마지막으로 연구팀은 2009~2015년 하와이 마우이섬 할레아칼라 산 정상의 망원경이 수집한 Pan-STARRS1 데이터를 분석했다.

13억 개의 후보를 좁혀, 2억 4,400만 개의 천체를 분석했으나, 플래닛 나인에 해당할 만한 천체는 없었다. 이러한 3개의 조사 결과를 종합하면, 플래닛 나인이 숨어있을 가능성이 있는 공간의 78%가 조사된 것이다. 이를 통해 플래닛 나인의 존재 가능성은 크게 줄어들었다.

 

그러나 가능성은 여전히 남아 있다

 

그러나 아직 가능성이 사라진 것은 아니다. 남은 22%의 영역에 플래닛 나인이 숨어있을 가능성은 남아 있다. 이 지역은 별들이 밀집된 탐색이 어려운 곳이지만, 2025년에 본격 가동될 예정인 베라 루빈 천문대는 이를 효율적으로 조사할 수 있을지 모른다.

천문학자 필립 프리츠(Phillip Fritz)는 플래닛 나인이 존재하길 바라지만, 설령 그렇지 않더라도 태양계의 탄생과 진화에 대한 이해가 깊어질 것이라고 언급했다. 또한, 남은 22%의 영역에서도 플래닛 나인이 발견되지 않더라도, 플래닛 나인이 없었다는 증거가 되지는 않는다.

왜냐하면, 태양계 외곽 천체들의 기이한 배열은 과거에 만들어졌을 수도 있기 때문이다. 당시 플래닛 나인은 확실히 존재했을 수 있다. 하지만 다른 천체의 중력에 의해 태양계에서 밀려났을 가능성도 고려할 수 있다.

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