2016년 초, 두 명의 행성 과학자는 유령 행성이 명왕성 궤도 훨씬 너머 태양계 깊숙한 곳에 숨어 있다고 선언했습니다. 머나먼 얼음 세계의 기묘한 궤도를 기반으로 한 그들의 주장은 지구 질량의 약 10배로 추정되는 행성인 소위 제9행성(Planet Nine)을 찾기 위한 경쟁을 빠르게 촉발시켰습니다. 예일 대학교의 천문학자 그레고리 라플린(Gregory Laughlin)은 “그것은 진짜 자력을 가지고 있습니다.”라고 말했습니다. “내 말은, 우리 태양계에서 지구 질량 10배 크기의 행성을 찾는 것은 타의 추종을 불허하는 과학적 규모의 발견이 될 것이라는 뜻입니다.”
이제 천문학자들은 궤도가 너무 이상해서 제9행성(Planet Nine)이 주도했을 가능성이 있는 또 다른 먼 세계(아마 왜소행성만큼 클 수도 있음)를 발견했다고 보고하고 있습니다. 이 물체는 플래닛 9의 존재를 처음으로 주장한 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology)의 천문학자 콘스탄틴 바티긴(Konstantin Batygin)과 마이클 브라운(Michael Brown)의 구체적인 예측을 확증해 줍니다. 미시간 대학의 천문학자이자 새 논문의 공동 저자인 데이비드 거데스(David Gerdes)는 “이것은 행성 9이 존재한다는 증거가 아닙니다.”라고 말했습니다. "그러나 우리 태양계에 이와 같은 물체가 존재한다는 것은 플래닛 9의 주장을 뒷받침한다고 말하고 싶습니다."
루시 리딩-Ikkanda/Quanta Magazine
Gerdes와 그의 동료들은 태양계 평면보다 훨씬 높은 지역을 조사하여 우주 팽창의 가속도를 조사하는 프로젝트인 Dark Energy Survey의 데이터에서 새로운 물체를 발견했습니다. 이것은 대부분 평면 내에서 궤도를 돌기 때문에 태양계 내부의 물체를 찾는 도구가 아닐 가능성이 높습니다. 하지만 이것이 바로 이 새로운 물체를 독특하게 만드는 이유입니다. 그 궤도는 태양계 평면에 대해 54도 기울어져 있습니다. Gerdes가 볼 것으로 예상하지 못한 것입니다. 그러나 Batygin과 Brown은 이를 예측했습니다.
2년 전, Batygin과 Brown은 Kuiper 벨트 개체로 알려진 소수의 먼 세계의 독특한 궤도를 기반으로 Planet Nine의 존재를 입증했습니다. 그 작은 인구는 태양계의 같은 사분면을 향해 바깥쪽으로 순환하는데, 이는 우연히 일어날 가능성이 극히 낮은 현상입니다. 바티진과 브라운은 아홉 번째 행성이 이 세계들을 이상한 궤도로 인도하고 있음에 틀림없다고 주장했습니다.
더욱이 Batygin과 Brown은 또한 시간이 지남에 따라 Planet Nine의 중력이 이러한 Kuiper 벨트 물체를 현재 평면에서 벗어나 더 높은 궤도 경사로 밀어낼 것이라고 예측했습니다. 천문학자들은 이미 태양계 평면에 수직으로 태양을 공전하는 기괴한 세계 집단을 발견했지만, 두 집단 사이에서 전환되는 물체를 포착한 적이 없습니다. 브라운은 "무언가를 그런 궤도에 올려놓을 실제적인 방법은 없다"며 "우리가 플래닛 9에서 예측했던 것과 정확히 일치한다는 점을 제외하면"이라고 말했다. Batygin은 새로운 물체가 그들의 모델과 너무 완벽하게 맞아서 시뮬레이션의 데이터 포인트 중 하나처럼 보인다고 지적합니다. “좋은 이론은 데이터를 재현하지만, 훌륭한 이론은 새로운 데이터를 예측합니다.”라고 그는 말했습니다.
암흑 에너지 조사(Dark Energy Survey)는 2014년 말에 처음으로 새로운 물체에 대한 증거를 발견했습니다. Gerdes와 그의 동료들은 그 이후 수년 동안 그 궤도를 추적하고 그 기원을 이해하려고 노력했습니다. 새로운 논문에서 그들은 알려진 태양계 내에서 물체에 대한 많은 시뮬레이션을 실행하여 시계가 한 번에 45억 년씩 앞뒤로 실행되는 방법을 설명합니다. 물체가 어떻게 그렇게 기울어진 궤도에 착륙했는지 설명할 수 있는 것은 아무것도 없습니다. Batygin과 Brown의 예측과 완벽하게 일치하는 특성을 가진 행성인 9번째 행성을 추가하고 나서야 이상한 궤도가 마침내 의미가 있게 되었습니다. “시뮬레이션에 Planet Nine을 넣는 순간 이 물체와 같은 물체를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 실제로 그렇게 됩니다.”라고 미시간 대학교 대학원생이자 새 논문의 주저자인 Juliette Becker가 말했습니다. Planet Nine과의 강력하고 지속적인 상호 작용은 물체의 성향을 높여 태양계 평면에서 밀어내는 유일한 방법인 것으로 보입니다. Batygin은 “카이퍼 벨트에 이렇게 고도로 기울어진 몸체를 채우는 다른 합리적인 방법은 없습니다.”라고 말했습니다. “이제 플래닛 9의 존재 가능성이 정말 훌륭하다고 생각합니다.”
다른 천문학자들은 그다지 확실하지 않습니다. 부분적으로는 초기 태양계가 미스터리로 남아 있기 때문입니다. 과학자들은 태양이 별 무리 안에서 태어났다고 의심합니다. 이는 초기 행성들이 오늘날 불가능해 보이는 경로로 그들을 보낸 다른 별들과 많은 가까운 만남을 가졌을 수도 있다는 것을 의미합니다. 그리고 별이 흩어지더라도 초기 태양계에는 새로운 천체인 2015 BP519를 이상한 궤도로 밀어넣는 데 필요한 중력을 제공할 수 있는 수만 개의 왜행성이 있었을 가능성이 높습니다. 이번 연구에 참여하지 않은 벨파스트 퀸스대학교 천문학자 미셸 배니스터(Michele Bannister)는 “나에게 있어 9번째 행성은 태양계가 전개될 수 있었던 여러 가지 방법 중 하나”라고 말했습니다. "그것은 잠재적인 아이디어입니다." 하지만 현재로서는 그것은 단지 하나의 아이디어일 뿐입니다.
그러나 천문학자들이 더 큰 우주를 조사할 때 그 아이디어는 그리 놀라운 것은 아닌 것 같습니다. 지구 질량의 2배에서 10배 사이의 행성은 은하계 전반에 걸쳐 엄청나게 흔하며, 이는 우리 태양계에 행성이 하나도 없다는 것이 이상하게 만듭니다. Laughlin은 “만약 그것이 우리 태양계에 없었다면, 즉 위험이 그렇게 크지 않았다면, 그 가설은 거의 확실히 맞을 것이라고 생각합니다.”라고 말했습니다. "그게 너무 놀라워서 잠시 멈춰 서는 경향이 있어요." 우리 태양계 내에서 9번째 행성을 찾는 것은 혁신적이고 엄청난 영감을 줄 것이라고 그는 말했습니다. “과학적 방법을 극적으로 확증하는 일이 될 것이며, 진실이 재판을 받고 있는 현 시대에 꽤 신선할 것입니다.”
이 기사는 Wired.com, 일본어는 Wired.jp, 스페인어는 Investigacionyciencia.es에 재인쇄되었습니다.
