공전주기1만 5000년 외계행성 존재.. 태양계 9번째 행성 힌트 될까

태양계는 현재 8개의 행성으로 구성돼 있다. 하지만 태양으로부터 멀리 떨어진 곳에는 9번째 행성인 ‘플래닛 나인’이 공전하고 있다고 추측하는 과학자들도 있다. 

메이지 응구옌 미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 연구원팀은 지구에서 336광년 떨어진 두 개의 중심별(쌍성계)을 1만 5000년 주기로 공전하는 외계행성(HD 106906 b)을 관측했다. 그 결과 태양에서 멀리 떨어진 9번째 태양계 행성이 형성될 수 있는 새로운 시나리오를 제시하는데 성공했다.

연구팀은 허블우주망원경이 2004년과 2017년에 촬영한 HD 106906 b의 위치를 기준으로 행성의 공전주기가 1만 5000년이라는 사실을 알아냈다. HD 106906 b와 중심별인 쌍성계와의 거리는 지구와 태양 거리의 737배에 달했다. 일반적으로 행성과 중심별과의 거리가 멀수록 행성의 공전주기가 길다. 

태양계의 경우 모든 행성들의 공전궤도가 한 평면 위에 있다. 하지만 HD 106906 b는 달랐다. 중심별인 쌍성계 근처에 있는 먼지구름이 이룬 원반과 HD 106906 b의 공전궤도가 틀어져 있었다. 연구팀은 HD 106906 b가 지구와 태양 거리의 3배 정도 되는 거리로 중심별에 가까이 있다가, 중심별의 중력에 의해 궤도 밖으로 튕겨져 나갔고, 이 과정에서 공전궤도가 틀어진 것으로 추측했다. 

연구팀은 태양계에 존재할지 모르는 9번째 행성도 이와 같은 과정을 겪었을 가능성이 있다고 주장했다. 실제로 일부 과학자들은 태양 근처에서 공전하던 플래닛 나인이 목성의 중력에 의해 해왕성 너머로 튕겨 나갔다고 주장한다. 

연구팀의 로버트 드 로사 유럽남방천문대(ESO) 연구원은 “우리가 관측한 행성은 목성과 비슷한 형태를 가지며 내행성의 공전궤도보다 상대적으로 기울어진 공전궤도를 갖는다”며 “플래닛 나인이 존재한다면 이와 같은 공전궤도를 가질 것”이라고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘천문학 저널’ 지난해 12월 10일자에 실렸다. doi: 10.3847/1538-3881/abc012

[김소연 기자 lecia@donga.com]