우주 이야기 1443 - 태양계 외곽 천체의 이상한 궤도는 스쳐지나간 다른 별 때문?

(A screenshot of a computer simulation shows the effects of another star passing by our solar system. Copyright: Forschungszentrum Jülich)

태양계 외곽에 있는 천체들의 모임인 TNOs (Trans-Neptunian Objects) 가운데 일부는 뭔가 이상한 궤도를 공전하고 있습니다. 길죽한 타원궤도나 태양계 주요 천체들이 있는 디스크 평면이 아니라 기울어진 채로 삐딱하게 공전하는 천체들도 있습니다. 심한 경우 아예 반대 방향으로 돌기도 합니다.

일부 과학자들은 이것이 보이지 않는 장소에서 중력을 행사하는 9번째 행성 때문이라고 보고 이를 찾기 위해 관측을 계속했습니다. 하지만 지금까지 관측에 실패하면서 9번째 행성은 사실 존재하지 않는다는 주장이 설득력을 얻고 있습니다. 그렇다면 이 이상한 궤도를 설명할 방법은 무엇인지에 대한 질문이 나올 수밖에 없습니다.

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독일 율리히 연구소의 수잔 팔츠너(Susanne Pfalzner, Jülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany)가 이끄는 연구팀은 3000회의 시뮬레이션을 통해 태양 근처를 스치고 지나간 다른 별이 태양계 외곽 천체의 이상한 궤도를 설명할 수 있는지 검증했습니다.

그 결과 태양 질량의 0.8배 정도 되는 흔한 별이 태양에서 165억km (110AU) 되는 거리를 스치고 지나갔다면 중력 간섭을 통해 TNOs들의 궤도를 지금처럼 어지럽힐 수 있는 것으로 나타났습니다.

(시뮬레이션 영상)

태양에서 165억km는 대단히 멀어보이지만, 사실은 현재 보이저 2호보다 더 가까운 위치로 아슬아슬하게 스치고 지나간 셈입니다. 사실 장주기 혜성의 고향인 오르트 구름이 5만AU 정도 떨어진 점을 생각하면 태양계 천체들에 상당한 영향을 미치고 지나갔을 가능성이 높습니다.

연구팀은 현재 발사 예정인 베라 C 루빈 (Vera C. Rubin) 천체 망원경이 이 가설에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대하고 있습니다. 태양계 외곽의 얼음 천체들에서 다른 별의 중력 간섭으로 밖에 설명되지 않는 역행성 궤도나 매우 기울어진 궤도의 천체를 다수 발견하면 이 가설에 대한 강력한 증거가 될 수 있기 때문입니다.

하지만 개인적으로는 그래도 태양계 9번째 행성이 어딘가 숨어 있기를 기대해 봅니다.

참고

https://newatlas.com/space/star-solar-system-pass-closer-voyager/

https://www.fz-juelich.de/en/news/archive/press-release/2024/solution-to-a-cosmic-mystery

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02349-x

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