다섯 번째 행성 상상도
우리 태양계의 네 거대 가스 행성, 즉 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에겐 옛날에 잃어버린 친척이 있었을지도 모른다. 태양계엔 약 40억년 전 해왕성과 만난 뒤 갑자기 사라진 다섯 번째 거대 가스 행성이 있었다는 새로운 연구 결과가 나왔다.
폭 1,440억 km의 먼지 · 얼음층인 카이퍼 벨트에 있는 기묘한 얼음 물질 무리 – ‘알맹이’라 불리는 – 가 이 사라진 행성의 간접적인 증거다. 카이퍼 벨트는 해왕성의 태양 공전 궤도 밖을 도는, 태고의 물질로 구성된 방대한 지역이다.
이번 연구를 시행한 콜로라도 주 볼더의 사우스웨스트 연구소의 천문학자 데이빗 네스보니 박사는 “카이퍼 벨트는 태양계가 형성된 이후 어떻게 진화해 왔는지 이해하기 위한 완벽한 단서를 제공한다.”고 뉴 사이언티스트에 말했다.
카이퍼 벨트
네스보니 박사는 태양계 초기인 40억 년 전의 해왕성과 ‘알맹이’ 무리의 컴퓨터 시뮬레이션을 만들었다. 당시 그 무리는 해왕성의 중력의 영향에 있는 것 같았다. 그러나 시뮬레이션에 따르면 무엇인가가 이 무리를 해왕성의 중력에게서 벗어나게 만들어 ‘알맹이’와 해왕성을 현재의 위치에 있게 했다.
이 시뮬레이션은 다른 거대 가스 행성이 있어 해왕성을 밀어내고 해왕성과 ‘알맹이’를 떨어지게 만들었다는 것을 암시한다.
“이 모델에서 나타난 해왕성의 위치 및 이동 거리는 ‘알맹이’의 형성에 필요한 패턴과 잘 맞는다.” 네스보니는 허핑턴 포스트에 보낸 이메일에서 이렇게 설명했다.
시뮬레이션에 의하면 그 행성은 현재 태양계에 있는 행성일 수는 없다. 이 신비의 행성은 해왕성을 만난 뒤 태양계에서 빠져나갔을 가능성이 있다.
2011년, 네스보니는 수천 가지 컴퓨터 시뮬레이션을 동원한 연구를 한 바 있다. 태양계의 네 거대 가스 행성의 현재 궤도를 해명하기 위해서는 사라진 다섯 번째 행성이 있었다고 가정하는 것이 가장 좋다는 내용이었다.
“다섯 번째 행성이 있었다는 증거를 찾기란 굉장히 어려울 거라 나는 믿는다. 나는 카이퍼 벨트의 형성을 살펴보았다. 그 안에서 공전하는 구조들이 내 모델과 지속적으로 일치하지 않아서 걱정이 되었기 때문이다. 나는 이제 그 반대가 사실일 수 있다는 것을 깨달았다. 정말이지 놀라웠다.” 네스보니가 이메일에 적은 말이다.
다른 과학자들은 네스보니의 새 연구를 어떻게 생각할까?
“네스보니의 모델들의 설명은 굉장히 일관성이 있으며 여러 가지 구조를 한 번에 잘 설명하고 있어 상당히 놀랍다.” 캐나다 브리티시 컬럼비아 주 빅토리아의 도미니언 천체물리학 관측소의 천문학자 J. J. 카벨라스 박사가 사이언스 지에 한 말이다.
이번 새 연구는 2015년 8월 10일 천문학 저널에 온라인으로 발표되었다.
허핑턴포스트US의 Our Solar System May Have Had A Fifth 'Giant' Planet를 번역, 편집한 것입니다.
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