수십억 광년 떨어진 은하를 관측하면서도 우리 태양계의 모든 비밀을 밝히지 못했다는 사실은 천문학의 역설입니다. 해왕성 너머 태양계 외곽에서 발견된 암모나이트라는 새로운 천체는 아홉 번째 행성의 존재 가능성을 다시 한번 시험대에 올려놓았습니다. 이 작은 천체 하나가 태양계 전체의 이해를 뒤흔들고 있습니다.
암모나이트 발견과 태양계 화석 탐사
2023년 3월, 수바루 망원경을 활용한 '태양계 외곽 형성 얼음 유산(FOSSIL)' 프로젝트에서 암모나이트(공식 명칭 2023 KQ1)가 발견되었습니다. 이 프로젝트의 명칭인 퍼실(FOSSIL)은 태양계가 처음 형성되던 순간의 물질과 추억을 고스란히 품고 있는 우주의 화석을 찾겠다는 의미를 담고 있습니다. 과학자들이 이토록 문학적이고 낭만적인 명칭을 선택한 것은 단순히 데이터를 수집하는 것이 아니라 우주의 기원을 이해하려는 인류의 근원적 호기심을 반영합니다.
암모나이트는 무려 19년에 걸친 관측 데이터를 분석한 끝에 궤도가 확인되었습니다. 2023년 3월, 5월, 8월의 관측과 2024년 7월 캐나다, 프랑스, 하와이 망원경을 통한 추가 관측, 그리고 과거 기록을 샅샅이 뒤진 결과 이 천체의 정확한 궤도를 파악할 수 있었습니다. 암모나이트는 태양으로부터 평균 250AU를 넘는 거대한 궤도를 그리며, 태양에 가장 가까이 다가가도 지구-태양 거리의 66배나 떨어져 있습니다.
이 천체가 특별한 이유는 태양계 천체들의 장반경 간극, 즉 큐이퍼(Kuiper) 벨트의 빈틈에서 발견되었다는 점입니다. 지금까지 그 어떤 천체도 발견되지 않았던 위치에 존재하는 암모나이트는 기존 세드노이드들과도 확연히 다른 궤도 특성을 보여줍니다. 천문학자들은 낭만적 마음으로 우주의 화석을 찾아나섰지만, 그 결과는 태양계에 대한 우리의 이해를 근본적으로 재검토하게 만들고 있습니다.
세드노이드와 태양계 외곽의 미스터리
세드노이드는 2003년 처음 발견된 세드나를 대표로 하는 특별한 천체 집단입니다. 이들은 해왕성 궤도를 훨씬 벗어나 태양계 가장자리를 크게 맴도는 천체들로, 해왕성 주변을 넘나드는 TNO(해왕성 너머 천체)들과는 명확히 구별됩니다. 세드노이드들은 태양계 안쪽 천체들의 중력 영향을 거의 받지 않으며, 오히려 태양계 근처를 지나가는 다른 별들이나 우리 은하 전체의 중력 영향을 더 많이 받을 수 있는 위치에 있습니다.
암모나이트는 네 번째로 발견된 세드노이드입니다. 천문학자들이 시뮬레이션을 통해 분석한 결과, 이 네 개의 세드노이드는 태양계가 만들어진 이래 45억 년 내내 대부분 안정된 궤도를 유지해왔습니다. 다만 태양계 형성 후 약 3억 년이 지났을 때 이들이 서로 주변을 지나가며 궤도가 한 번 변했을 가능성이 확인되었으며, 이것이 현재의 독특한 궤도를 만든 거의 유일한 원인으로 추정됩니다.
세드노이드들의 극단적인 궤도를 설명하는 가설은 여러 가지입니다. 오래전 태양계 안쪽으로 떠돌이 행성이나 태양 정도 무거운 별이 스쳐 지나갔을 가능성, 태양이 원래 성단에 속해 있다가 쫓겨나는 과정에서 주변 별들의 중력 영향을 받았을 가능성, 또는 태양이 작은 별 곁의 천체를 빼앗아온 결과일 가능성 등이 제시됩니다. 그리고 가장 주목받는 가설이 바로 미지의 아홉 번째 행성의 존재입니다. 그러나 암모나이트의 발견은 이 낭만적인 가설에 치명적인 타격을 가하고 있습니다.
태양계 외곽 천체와 아홉 번째 행성의 운명
아홉 번째 행성 가설은 TNO들의 궤도가 유독 한쪽으로 치우쳐 있다는 관찰에서 시작되었습니다. 태양 주변을 도는 천체들의 궤도는 사방에 무작위하게 분포해야 자연스러운데, 실제로는 특정 방향으로 쏠려 있었습니다. 이는 TNO들의 궤도를 한쪽으로 끌어당긴 거대한 가스 행성이 존재할 가능성을 시사했습니다. 처음에는 꽤 확실한 증거처럼 보였지만, 더 많은 천체가 발견되면서 상황이 달라졌습니다.
2017년에 발견된 TNO는 기존 천체들이 쏠려 있던 방향과 정반대로 쏠린 궤도를 그렸습니다. 이는 아홉 번째 행성 존재의 근거를 정면으로 부정하는 발견이었습니다. 오히려 아홉 번째 행성이 존재한다면 그 중력으로 인해 이 천체가 현재 궤도를 오래 유지할 수 없었을 것이라는 결론에 도달했습니다.
암모나이트도 마찬가지입니다. 시뮬레이션 결과, 아홉 번째 행성이 기존에 추정했던 궤도를 그린다면 암모나이트의 궤도는 절대 오랫동안 유지될 수 없었습니다. 만약 아홉 번째 행성이 정말 존재한다면, 그 궤도는 원래 추정보다 훨씬 더 커야만 세드노이드들에게 영향을 끼치지 않을 수 있습니다. 새로운 천체가 발견될 때마다 아홉 번째 행성은 더 먼 어둠 속으로 밀려나고 있습니다.
이는 천문학자들의 운명을 극적으로 갈라놓습니다. 처음부터 존재하지 않았다고 포기할 것인가, 아니면 여전히 더 찾기 어려운 곳에 숨어 있다고 믿으며 끝없이 탐사를 계속할 것인가. 명왕성이 행성 지위를 잃은 상황에서 새로운 아홉 번째 행성이 발견된다면 그 의미는 더욱 묘할 것입니다. 명왕성은 아무 생각 없이 그 자리에 있을 뿐이지만, 인간의 관점에서는 씁쓸한 감정을 불러일으킵니다.
태양계 외곽 탐사는 계속될 것입니다. 베라 루빈 망원경이 새롭게 관측을 시작하면서 더 많은 천체들이 발견될 것이고, 아홉 번째 행성을 둘러싼 논쟁도 영원히 계속될 것입니다. 아무리 뒤져도 발견되지 않더라도 천문학자들은 "아직 우리가 찾지 못했을 뿐"이라고 생각하며 관측을 이어갈 것입니다. 결국 아홉 번째 행성을 둘러싼 운명은 정해져 있습니다. 지독하게 찾아내거나, 끝까지 포기하지 않고 찾아가거나. 우주에는 아홉 번째 행성이 없다는 사실을 받아들이는 운명은 존재하지 않을지도 모릅니다. 그것이 바로 천문학자들의 낭만이자 숙명입니다.
[출처]
드디어 발견된 아홉 번째 행성?? | 그런데 상태가 이상하다/우주먼지의 현자타임즈: https://www.youtube.com/watch?v=rXJxZUXL1xU