태양계 이야기 856 - 9번째 행성을 찾기 위한 방법

(Credit: Pixabay/CC0 Public Domain)

지난 몇 년간 태양계의 9번째 행성은 많은 과학자들 사이에서 갑론을박의 주제가 되었습니다. 일부 과학자들은 멀리 떨어진 천체들이 한쪽으로 치우친 궤도를 도는 점을 봤을 때 여전히 발견하지 못한 슈퍼 지구 형태의 9번째 행성이 있을 수 있다고 생각하는 반면 다른 과학자들은 9번째 행성 없이도 이런 현상이 설명될 수 있다고 보고 있습니다. 그리고 원시 블랙홀 등 독특한 가능성을 제시한 과학자들도 있었습니다.

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물론 이 논쟁을 끝낼 수 있는 가장 확실한 방법은 실제 관측을 통해 검증하는 것입니다. 예일 대학의 말레나 라이스 (Malena Rice)와 그레고리 라플린 (Gregory Laughlin)은 우주 어딘가 있을 지도 모르는 9번째 행성과 태양계 외곽의 희미한 천체들을 빠르게 찾아낼 수 있는 방법을 제안했습니다.

연구팀이 개발한 방법은 "shifting and stacking"이라는 방법입니다. 본래 외계 행성을 찾기 위한 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 같은 우주 망원경은 멀리 떨어진 별보다 더 빨리 움직이는 태양계의 희미한 천체들도 포착할 수 있습니다. 기본적으로 별의 밝기 변화를 측정하기 위해 장시간 카메라를 한 방향으로 노출시키기 때문입니다. TESS 이미지 가운데 태양계 천체가 숨어 있을 수 있는 궤도 이미지를 수백장 모은 후 여기서 희미한 태양계 천체를 확인할 수 있습니다.

연구팀은 이 방법으로 이미 알려진 해왕성 궤도 밖 태양계 천체인 TNOs (trans-Neptunian objects) 3개와 새로운 TNOs 후보 17개를 찾아냈습니다. 찾아낸 후보에 대해서는 지상 망원경을 통해 추가 검증이 진행 중입니다.

연구팀은 9번째 행성이 있을 경우 해왕성보다 14-27배 먼 궤도를 공전하고 지구보다 5-10배 정도 질량을 지닌 천체일 것으로 예상했습니다. 연구팀은 시프팅 앤 스태킹 방법이 이런 천체를 찾아내기에 효과적인 방법이라고 생각하고 연구를 진행하고 있습니다. 물론 이 방법을 통해 9번째 행성을 찾아내지 못하더라도 태양계 먼 곳의 희미한 천체를 새로 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

과연 태양계 먼 외곽 지역에는 어떤 천체가 있을지 앞으로 연구 결과가 주목됩니다.

참고

https://phys.org/news/2020-10-path-planet.html

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