행성에서 퇴출된 명왕성...명왕성을 대신할 9번째 행성은 존재할까?

명왕성, 행성으로 보기엔 너무나 작은 질량...더 큰 에리스의 발견으로 퇴출
명왕성 킬러, 9번째 행성의 결정적인 증거 발견

[문화뉴스 MHN 권성준기자] 수, 금, 지, 화, 목, 토, 천, 해, 명. 예전에 태양계의 행성을 이렇게 외웠었다. 하지만 2006년 명왕성이 수많은 논란 끝에 행성 목록에서 퇴출되어 왜소행성으로 분류되면서 태양계의 행성은 8개가 되었다.

행성은 항성 주위를 돌고 있는 핵융합을 일으키지 않는 천체를 의미하였었다. 하지만 이 분류에는 다소 모호함이 존재하였기에 2006년 국제천문연맹은 항성 주위를 공전하며 구형을 유지할 중력과 크기를 가진 천체 중 자신의 공전 궤도에서 지배적인 영향력을 가지는 천체로 정의하였다.

명왕성은 이 중 공전 궤도에서 지배적인 영향력을 가지지 못하여 행성의 자격이 박탈되었다. 2006년 이전부터 명왕성은 행성이냐는 수많은 논란에 시달렸다. 그 이유는 명왕성이 작아도 너무 작기 때문이었다.

명왕성의 표면적은 러시아 전체 면적하고 비슷하다. 심지어 지구도 행성 중 질량이 작은 편에 속하는데 명왕성은 지구의 위성인 달 보다 5배 이상 작았다. 1978년 명왕성의 위성 카론이 발견되면서 측정된 명왕성의 성질은 너무나 충격적이었던 것이다.

심지어 명왕성은 자신의 위성인 카론과의 관계도 문제가 되었다. 두 물체가 중력에 의해 회전을 하면 두 물체의 질량 중심을 중심으로 공전을 한다. 질량 중심은 두 물체의 끌어당기는 힘이 정확하게 상쇄되는 지점이라고 생각할 수 있다.

일반적인 행성과 항성, 위성과 행성의 경우 질량 차이가 심해 질량 중심이 더 무거운 쪽의 내부에 있기 때문에 가벼운 쪽이 무거운 쪽을 도는 것처럼 보인다. 하지만 명왕성과 카론의 질량 중심은 명왕성의 바깥에 있고 이 점을 중심으로 명왕성도 공전을 하던 것이었다.

여기에 결정타를 가한 것은 2005년 발견된 에리스였다. 에리스는 명왕성 주변 궤도에서 발견된 천체로 태양을 공전하면서 명왕성보다 약간 더 클 것으로 추정되었다. 에리스는 천문학계에 많은 논란을 불러일으켰으며 이 때문에 그리스 신화의 불화의 여신인 에리스의 이름이 붙여졌다.

결국 행성에 대한 정의가 필요하게 되었다. 원래 미국에서는 명왕성이 미국인이 발견한 유일한 행성이라는 타이틀을 지키고자 명왕성의 행성 지위를 지지하였으나 에리스가 발견되자 에리스를 10번째 행성으로 지정하려 지원하였다. 하지만 결국 2006년 명왕성은 행성에서 박탈되고 에리스는 명왕성과 함께 왜소행성으로 분류되었다.

명왕성의 논란은 단순히 작아서가 아니었다. 9번째 행성의 질량이 중요하였기 때문이다. 원래 명왕성이 발견되기 이전부터 9번째 행성의 존재는 예견되고 있었다. 이유는 해왕성의 궤도 때문이었다. 애초에 해왕성도 천왕성이 발견되고 나서 천왕성의 궤도를 계산한 뒤 무언가 뒤에서 잡아당기는 것이 존재한다고 생각한 후 찾은 천체였다.

해왕성은 천왕성을 기반으로 한 계산 궤도와 맞지 않았고 따라서 뒤에서 또 해왕성을 잡아당기는 천체가 있다고 생각하였다. 결국 발견한 것은 명왕성이었다. 하지만 해왕성 뒤에 소행성으로 이루어진 띠인 카이퍼 벨트가 발견되면서 명왕성은 그저 카이퍼 벨트의 큰 천체에 불과하지 않느냐는 논란이 이루어진 것이다.

그런데 2016년 9번째 행성에 대한 논의가 갑자기 다시 나타났다. 에리스를 발견하여 명왕성을 퇴출 시킨 것으로 유명한 마이클 브라운 교수가 발견된 6개 천체의 공전 궤도가 한 평면에 존재한다는 사실을 발견하였다. 이러한 일이 일어날 확률은 14,000분의 1에 불과하다.

브라운 교수는 9번째 행성이 존재하여 이 행성의 중력으로 인해 공전 궤도가 영향을 받았다는 가설을 제시하였다. 곧바로 9번째 행성에 대한 추적이 시작되었으며 9번째 행성이 작은 블랙홀이라는 가설도 제시되었었다.

최근 발표된 자료에 의하면 태양에서 1천억 km 이상 떨어진 외계 행성이 태양 주위를 공전한다는 것이 밝혀졌다. 이 행성은 외부에서 만들어져서 태양계에 끌려온 것으로 태양계 내부에서 만들어진 9행성은 외계 행성보다는 가까운 거리에 존재할 것이기 때문에 충분히 태양계를 공전할 수 있다는 의미가 된다.

9번째 행성이 존재할 것으로 여겨지는 지역에서는 목성형 행성이 존재하지 않는다고 한다. 그래서 과학자들은 9번째 행성은 얼음과 가스형으로 이루어져 있으며 태양계 내부 궤도에서 생성되었다가 다른 행성들의 중력과 상호작용하다 카이퍼 벨트 바깥으로 밀려났다고 추정하고 있다.

현재도 쫓겨난 태양계의 형제 9번째 행성을 찾기 위한 노력은 계속되고 있다. 허블 망원경으로는 아직까지 발견하지 못하였지만 내년에 발사될 제임스 웹 우주망원경은 9번째 행성을 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다.