태양계 마지막 행성의 신비한 사실
9번째 행성
지난 1월에
태양계 최외곽을 떠도는 왜행성인 명왕성 너머로
9번째 행성이 존재할 것이라는 예측은
전세계의 천문학계를 들쑤셔놓았습니다.
이 태양계의 막내에 대해서
우리가 모르는 것은 여전히 훨씬 더 방대하지만
최소한 이 행성이 지구보다 10배 더 큰
거대한 행성이라는 점은 알고 있습니다.
얼마나 큰지 이 행성을 예측한 천문학자는
이 9번째 행성의 별명을 "뚱땡이"라고 붙일 정도였죠.
그리고 이렇게 거대한 덩치를 가진 행성이
아직도 관측되지 않았다는 점은
우리가 태양계에 대해 알고 있는 지식이
얼마나 초라한지 새삼 일깨워주고 있습니다.
9번째 행성을 발견한 사람은 명왕성 킬러였습니다
마이크 브라운이라는 이름이 생소한 사람도
그가 저지른 일에 대해서는 다들 잘 알것입니다.
그는 2006년 당시 카이퍼 벨트에서
왜행성 에리스를 발견함으로서
행성의 정의를 바꿔버리고
덩달아 우리의 친구인 명왕성을
태양계의 당당한 행성에서 왜행성으로
끌어내려버린 바로 그 범인입니다.
이 일때문에 마이크 브라운은
전세계적으로 악명을 떨쳤고
심지어 이러한 비난과 비판을 경험하고
"나는 어떻게 명왕성을 죽였나" 라는 책까지 써낼 정도였습니다.
하지만 운명의 장난인지
태양계에서 행성 하나를 없애버린 장본인이
태양계에 행성 하나를 추가하게 되었습니다.
브라운은 동료 천문학자인 콘스탄틴 바티긴과 같이
천문학회지에 논문을 게재하며
해왕성의 비정상적인 움직임을 바탕으로
태양계 최외곽에서 해왕성에 중력으로 영향을 주는
거대한 물체가 있을 것이라는 예측을 내놓았습니다.
9번째 행성은 거대한 얼음덩어리입니다
최초발견자인 브라운과 바티긴은
9번째 행성이 명왕성이나 에리스같은 왜행성이 아니라
온전한 행성이라고 주장합니다.
브라운은 심지어 뉴욕커라는 언론과의 인터뷰를 통해
태양계에 존재하는 어떠한 행성보다도
가장 완벽한 행성이라고 주장했습니다.
"스스로의 중력만으로 주변의 물체를 지배할 수 있다는 것이
행성의 기본 요건이라면
아쉽게도 명왕성은 해왕성의 중력의 영향에서 자유롭지 못합니다.
하지만 9번째 행성은 태양계에 존재하는 그 어떤 행성보다도
이웃 행성의 중력으로부터 자유롭습니다.
그리고 이러한 점이 우리가 9번째 행성이 결코 작은 크기가 아닐 것이라고
추측하는 이유이기도 합니다.
9번째 행성은 지구보다 10배,
명왕성보다는 5천배가량 더 무겁습니다."
9번째 행성의 크기는 우리에게 많은 것을 시사합니다.
행성이 더 클수록 자연스레 그 행성의 대기권은 빈약해집니다.
Core Accretion 모델이란
먼저 작은 크기의 돌과 얼음덩어리들이 뭉쳐서 핵을 형성하고
그 핵이 주변을 떠돌던 가스덩어리들을 중력으로 모아 뭉쳐서
결국 거대가스행성이 된다는 이론입니다.
이 이론에 따르면 토성이나 목성같은 거대 가스행성들도
화성이나 지구같은 암석행성이었던 시절이 존재했다는 것입니다.
9번째 행성은 거대한 얼음행성입니다.
그리고 과학자들은
얼음거대 행성이
지구같은 작은 암석행성과
목성같은 거대한 가스행성의 중간지점이라고 보고 있습니다.
9번째 행성의 크기는 암석행성보다는 크지만
거대 가스행성에 비교하면 아직도 크기에서 모자랍니다.
바로 이러한 애매한 크기 때문에 과학자들은
9번째 행성이 과연 지구형 암석행성인지
아니면 목성형 거대가스행성인지
어떻게 분류할지에 대해 뜨겁게 토론하였습니다.
9번째 행성은
저---------------ㅇ말 멀리 있습니다
천문학자들의 기준으로 봐도 9번째 행성은
살짝 멀리 있는 편입니다.
태양으로부터 900억km 이상 떨어져 있습니다.
이는 태양과 가장 먼 해왕성의 거리보다
20배 더 먼 거리입니다.
나사의 최신형 탐사선인 뉴호라이즌호는
9년이라는 긴 시간을 날아간 끝에
명왕성에 도달했지만
같은 속도로 9번째 행성을 향해 가면
약 54년이라는 시간이 더 필요합니다.
그리고 이것은 9번째 행성이
태양과 가장 가까운 근일점일때
운이 좋으면 54년이 걸린다는 것이고
가장 먼 원일점이라면 약 350년이 걸린다고 합니다.
물론 원론적인 이야기이며
뉴 호라이즌호에 실린 연료는 그정도의 먼 거리를
항해할 만큼 충분하지도 않습니다.
9번째 행성은 이렇게 멀리 떨어져 있었기에
여지껏 아무에게도 들키지 않을 수 있었습니다.
마이크 브라운과 콘스탄틴 바티긴은
수학적 계산을 통해 9번째 행성의 대략적인 위치를 파악했고
이제 아마추어 천체망원경으로도
실제로 관측에 성공할 것을 기대하고 있습니다.
그나마도 지구와 가장 가까운 거리에
접근했을때에만 기대할 수 있지만요.
9번째 행성이
태양을 한바퀴 도는데에는
어처구니없이 오랜 시간이 걸립니다
9번째 행성의 정확한 공전주기는 아직 밝혀지지 않았지만
브라운과 바티긴은 최소 1만년정도 걸린다고 추정하고 있습니다.
'뚱땡이' 특유의 타원형 궤도를 고려해볼때
최장 2만년까지도 걸릴 수 있다고 합니다.
이는 태양계의 그 어떤 행성보다도
가장 긴 공전주기이죠.
천문학에 자주 있는 일이지만
천문학에서 나오는 숫자는 실감이 잘 안될 때가 많습니다.
지금으로부터 1만년전에는
아직 지구상에 맘모스가 살고 있었고
초기 인류의 숫자가 5백만명이 채 넘지 못하던 시절입니다.
농업이 최초로 시작되며 문명이 싹트던 먼 옛날부터
최신 아이포드가 나오는 최근까지 오랜 기간동안
9번째 행성은 달랑 태양을 1바퀴 도는데 그쳤습니다.
미친 소리처럼 들리지만
태양계에는 1년이 하루보다 짧은 행성도 존재하듯이
1만년동안 태양을 도는 행성 또한
말이 되긴 하죠.
9번째 행성은
우리도 모르는 사이에
지구 가까이 온 적이 있습니다
9번째 행성은 어처구니 없이 멀리 떨어져 있기에
태양계를 작은 마을정도로 비교한다면
9번째 행성은 마을에서 멀리 떨어져
깊은 숲에서 은거하는 은둔자 정도로 볼 수 있습니다.
이런 일이 발생한데에는
태양계의 유명한 깡패
'목성'을 탓할 필요가 있어 보입니다.
2011년 당시 과학자들은 왜 우리 태양계에
5번째 거대행성이 존재하지 않는지에 대해서
궁금해하기 시작했습니다.
이웃 태양계를 관측해본 결과
분명히 5번째 거대가스행성이
있을 법한데 말이죠.
한가지 유력한 가설은 다음과 같습니다.
태양계가 태어난 지 얼마 안되던 시절
목성이 크기로 으시대며 근처에서 돌던 5번째 가스 행성을
그 특유의 무지막지한 중력으로 끌어당겨와
목성과 5번째 가스 행성의 공전궤도가 흐트러졌고
결과적으로 5번째 가스 행성은 태양계 근처에서 튕겨져나와
태양계에서 아-------------------------주 먼
변방에서 공전하기 시작했다는 것입니다.
이 불쌍한 5번째 가스 행성이
훗날 우리가 발견한
9번째 행성이라는 확신은 없지만
태양계의 아주 먼 끄트머리에서 발견된
거대한 가스행성(9번째 행성)은
위의 이론을 설득력있게 만들어줍니다.
9번째 행성이
인터스텔라 여행을
도와줄 수도 있습니다
우주를 여행하는데에는 한가지 큰 걸림돌이 있습니다.
바로 '우주가 너무 너무 넓다는 것'이지요.
성간(인터스텔라)탐사 비행에 있어서 가장 큰 문제는
우리가 쏘아올릴 탐사선에
별과 별사이처럼 먼 거리를 충분히 여행할 만큼
많은 연료를 실지 못한다는 것입니다.
우주에는 주유소도 없으니
중간 연료공급따위는 전혀 없겠죠.
9번째 행성은 이 문제를 해결해 줄수 있습니다.
달 탐사선인 아폴로 13호도 달의 중력을 이용하여
지구로의 귀환에 성공할 수 있었습니다.
이처럼 미래의 우주 개척자들은 9번째 행성이 가진
무지막지한 중력을 활용하여
우주선을 초고속으로 가속시킬 수 있습니다.
이 과정을 '중력도움'이라 부르며
보이저호나 뉴 호라이즌같은
유명한 탐사선들도 하나같이 이 과정을 거쳐서
결국 태양계를 벗어나는데 성공하였습니다.
그러니 우리도 마찬가지로 이런 과정을 거쳐서
유인우주선을 성간공간 너머로 쏘아보낼수 있겠지요.
뭐 아직까지는 이론에 불과합니다.
목성같은 행성은 그나마 태양을 비교적 빠른 속도로 돌고 있습니다.
그래서 나사가 목성을 이용하여 탐사선을 '원하는 방향'으로
가속시키는데 큰 문제는 없습니다.
하지만 9번째 행성의 공전주기는 1만년에 달하며
이는 9번째 행성이 특정 지점에서
수백년간 굼뱅이처럼
느린 속도로 공전할 수 있다는 소리입니다.
바로 이 점 때문에 우리는 특정 방향으로만
돌팔매질 비행을 성공시킬수 있으며
그 특정방향이 꼭 우리가 원하는
탐사 방향이라는 보장은 없습니다.
또한 만약 9번째 행성이 밀도가 극히 낮은
가벼운 해왕성같은 타입이라면
너무 가벼워서
'중력도움'으로 얻을 수 있는 가속도는
별볼일 없을 수도 있습니다.
9번째 행성이 성간비행에
도움이 될지 안될지 알아보려면
좀 더 많은 연구가 필요합니다.
9번째 행성은
지구의 종말이 될 수도 있습니다
태양계에서 새로운 행성이 발견될때마다
다양한 종말론이 쏟아져나옵니다.
그동안 거론되어온 '앙골모아 대왕'의 목록만 살펴보더라도
'아포피스', 'TV135', '2014 YB35',
그리고 수많은
무고한 소행성과 천체들이
지구를 덮쳐 인류문명을 끝장낼 것이라는
억울한 누명을 쓰기도 했습니다.
9번째 행성도 별반 다르지 않습니다.
발견되자마자
이른바 '신비로운 인터넷의' 종말 예언자들은
이것이 비운의 행성 니비루이며
X행성이라고 주장했습니다.
종말 예언자들에 따르면 니비루 행성이란
오랫동안 암흑속에서 숨어있다가 어느날 지구로 다가와
스쳐지나가며 중력으로 지구에
강력한 쓰나미와 거대지진을 일으켜
인류 문명을 파괴하는 죽음의 행성이라고 합니다.
어쩌면 종말론자들이
맞을 수도 있습니다
좀 더 지적인 능력을 갖춘 종말론자들은
좀 더 색다른 주장을 펼칩니다.
지구로 직접 접근하는 대신
9번째 행성의 중력이 주변의 소행성을 끌어들여
가속시킨후 태양계 안쪽의 지구를 향해 쏘아보낼 수도 있으며
이것이 지구의 마지막 날을 장식하는
묵시록에서나 볼법한 소행성 충돌이라고
주장합니다.
과학적으로 보자면 이 가설은
니비루의 직접충돌설보다는
좀 더 신빙성이 있어 보입니다.
지금까지 밝혀진 사실에 따르면 우리의 '뚱땡이'는
근처에서 떠다니는 작은 돌덩어리들을 끌어당기는
'중력우물' 역할을 한다고 의심받고 있습니다.
따라서 9번째 행성이 새총이 되어 '총알'을 지구로 향해
한 두발 정도 쏘아보낼 가능성도 있긴 하지요.
그런데 말입니다.
위에 우리가 언급한 사실 기억나시나요?
'우주는 너무너무 넓다'
분명 9번째 행성이 소행성을 쏘아서
지구를 맞추어 지구 종말을 불러올
가능성 자체는존재하지만
우리 생각보다도 훨씬 더 작은 확률입니다.
"9번째 행성은 태양계 안쪽을 향해
소행성이나 기타 작은 천체를 종종
쏘아보낼 가능성도 있지만
9번째 행성이 보낸 소행성이
지구를 맞추어 지구 대멸종을 불러올 가능성이
유의미하게 증가한다는 증거는 어디에도 없습니다"
천문학자 스콧 셰퍼드의 말입니다.
사실 9번째 행성은
존재하지 않을 가능성도 존재합니다
'맷 데이먼'을 성급하게 카이퍼 벨트 너머로 쏘아올려 보내기 전에
먼저 알아두어야 할 주의사항이 있습니다.
9번째 행성은 '현재로서는' 유력한 가설입니다.
해왕성의 궤도 저 너머에 얼음으로 이루어진 커다란 물체가 공전하며
그 물체의 중력에 영향을 받아 해왕성의 궤도가 이상해졌다는 가설말입니다.
심지어 9번째 행성의 존재를 발견한 천문학자들도
상당히 조심스러운 태도를 보이고 있습니다.
마이크 브라운에 따르면
해왕성의 이상한 움직임이 9번째 행성때문이 아니라
단지 그냥 엄청난 우연에 불과할 확률
또한 무시하지 못할 정도라고 합니다.
사실 천문학에서 우연이라는 존재는
오랜 역사를 자랑하고 있습니다.
20세기 초반 퍼시벌 로웰은 아직 발견하지 못한
거대 가스행성이 해왕성의 궤도에
중력으로 영향을 주어 꼬아놓고 있다고 언급했습니다.
1930년대에 미국 천문학자 클라이드 톰보는
퍼시벌 로웰이 언급한 바로 그 장소를 집중적으로 살펴보았고
결국 명왕성을 발견하였습니다.
하지만 1970년대에 밝혀진 사실에 의하면
명왕성의 크기는 달보다도 작을 정도로 미미했으며
이정도 크기로는 해왕성의 궤도에
영향을 줄수 없다고 결론내렸습니다.
사실은 이렇습니다.
퍼시벌 로웰은 처음부터
부정확한 데이터에 근거해서 계산을 했고
새로운 행성의 위치를 예견했으며
명왕성이 바로 그 자리에서 발견된 것은
실로 엄청난 우연에 불과했습니다.
틀린 계산식으로 정답을 맞춰버린 것이지요.
따라서 우리는 마음속으로
다음의 사실을 염두에 두고 있어야 합니다.
9번째 행성이 아직 관측되지 않은 것은
실제로 존재하지 않아서일 수도 있다는 점을요.
.....하지만 아마도 9번째 행성은
존재 할 것입니다
위에 언급한 대로 해왕성의 이상한 움직임이
엄청난 우연일 가능성도 있지만
그것은 확률적으로 말하자면 0.007%입니다.
단적으로 이야기하면 우연일수 없습니다.
인류가 관측한 바에 따르면
해왕성의 궤도를 비틀어 놓을 정도로
거대한 질량을 가진 물체란
9번째 행성밖엔 없습니다.
거대한 질량을 가진 물체라는 것은
행성 말고는 설명할 방법이 없기 때문에
대부분의 천문학자들은 별 다른 이론이 없어보입니다.
천체물리학자 크리스 린톳은 영국 가디언지와 가진 인터뷰에서
마이크 브라운과 바티긴의 9번째 행성 이론이
'가장 자세하고 가장 신빙성있는 분석'이라고 언급했습니다.
이 게시물을 올리는 와중에도
빛은 꾸준히 9번째 행성에 대한 더 정확한 정보를
지구에 있는 인류에게 실어나르고 있습니다.
이미 마이크 브라운과 바티긴은 9번째 행성 말고도
더 많은 물체들이 저기 머나먼 태양계 변방 어딘가에서
태양을 돌고 있다고 예측합니다.
너무 멀어서 기존의 관측 방법으로는
관측이 불가능할 정도로 먼 거리에서 말이죠.
만약 9번째 행성이 실제로 존재하지 않는다 할지라도
더 먼곳에서 태양을 돌고 있는
더 많은 행성들이 존재한다는 사실은 변함이 없습니다.
원작자 : 패트릭 코튼
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