명왕성 너머에서 ‘6번째 왜행성’ 후보가 등장했다

곽노필의 미래창
루빈천문대 관측…지름 최대 1500km 추정
명왕성보다 9억km 더 먼 거리서 태양 공전

베라루빈천문대에서 관측한 왜행성 후보 ‘2026 ED138’의 궤도. 루빈천문대가 2026년 3월4일부터 7월11일까지 촬영한 사진을 합성한 것이다. 베라루빈천문대 제공

“수금지화목토천해명.”

태양계 행성을 9개로 알고 이렇게 행성 순서를 외우던 세대에게 2006년은 꽤 서운한 해였다. 맨 끝자리 명왕성이 행성 명단에서 쫓겨나 왜행성이라는 새 이름표를 달았기 때문이다. 이후 2008년까지 왜행성은 세레스, 에리스, 하우메아, 마케마케까지 모두 5개로 늘어났다. 그런데 18년 만에 명왕성 너머에서 새로운 왜행성 후보가 발견됐다.

매튜 홀먼 박사가 중심이 된 하버드-스미스소니언천체물리학센터 연구진은 남미 칠레의 해발 2700m 세로파촌산 정상에 있는 천체망원경 베라루빈천문대 관측을 통해, 해왕성 궤도 바깥의 태양계 외곽에서 왜행성으로 추정되는 천체 ‘2026 ED138’을 발견했다고 최근 발표했다.

최종 확인되면 국제천문연맹(IAU)이 공인하는 6번째 왜행성이 된다. 기존 왜행성들은 화성~목성 사이 소행성대에 있는 세레스를 빼고는 모두 해왕성 궤도 바깥에 있는 ‘해왕성 외곽 천체’(TNO)다. 28일 현재 미국항공우주국(나사) 제트추진연구소의 소형 천체 목록에는 8291개의 해왕성 외곽 천체가 등록돼 있다.

왜행성이란 자체 중력으로 구형(공 모양)을 유지할 만큼 충분히 질량이 크지만, 행성처럼 자신의 공전 궤도 주변에 있는 다른 천체들을 정리하지는 못한 천체를 말한다. 태양계 외곽에 있는 얼음 천체들의 경우, 지름이 400km 이상이면 이 조건을 충족할 가능성이 높다고 본다.

새 왜행성 후보는 현재 태양으로부터 69억km 떨어진 곳에서 태양을 공전하고 있다. 이는 명왕성보다 약 9억km 더 먼 곳이다. 공전 궤도는 태양계 평면에서 거의 25도 기울어져 있다. 이런 경사각은 해왕성과의 중력 상호작용으로 인해 원래 궤도에서 벗어났을 가능성을 시사한다.

이번 발견은 미 국립과학재단(NSF)과 에너지부(DOE)가 공동 운영하는 루빈천문대가 지난 6월 본격적인 관측을 시작한 이후 거둔 첫 성과 중 하나다. 루빈천문대는 그동안 명왕성 너머의 천체 약 2300개를 새롭게 찾아냈다. 이로써 이 구역의 알려진 천체 수는 50%나 늘어났다. 이번에 발견된 ‘2026 ED138’은 이 가운데 가장 큰 천체다.

왜행성 후보 ‘2026 ED138’와 태양계의 다른 5개 왜행성, 즉 명왕성(플루토), 세레스, 에리스, 하우메아, 마케마케의 공전 궤도를 보여주는 태양계 모형. 베라루빈천문대 제공

해왕성 안쪽에 있다가 튕겨 나간 듯

연구진은 지난 3월부터 7월 사이 천문대가 촬영한 사진을 분석하는 과정에서 이 천체를 포착했다. 초기에는 별처럼 고정된 점으로 보였으나, 여러 날에 걸친 위치 변화를 추적한 끝에 태양계를 공전하는 천체임을 밝혀냈다. 이어 과거 다른 망원경이 촬영한 이미지 기록까지 역추적해 존재를 최종 확인했다.

연구진은 표면 반사율에 대한 가정을 토대로 이 천체의 크기를 지름 600~1500km로 추정했다. 최대 추정치를 기준으로 할 경우 크기는 명왕성(지름 2370km)보다 작고 하우메아나 마케마케와 비슷한 수준이다.

홀먼 박사는 뉴욕타임스에 이 천체가 원래는 태양에 더 가까운 목성과 토성 근처에서 형성되었다가 거대 행성 중 하나에 근접했을 때 바깥쪽으로 튕겨 나갔을 수 있다고 말했다.

이 천체는 은하수 평면에 가까운 하늘 영역, 즉 수많은 별로 가득찬 영역에서 발견됐다. 연구진은 그동안은 수많은 별들이 내뿜는 빛에 묻혀 발견되지 못했으나 지름 8.4m의 반사경과 32억화소의 지상 최대 카메라를 갖춘 루빈천문대의 강력한 식별력 덕분에 찾아낼 수 있었다고 밝혔다. 루빈천문대는 역대 천체망원경 중 가장 큰 시야(3.5도)로 3일 밤마다 남반구에서 보이는 하늘 전체를 관측할 수 있다. 한 번에 관측하는 영역이 보름달 크기의 45배다.

홀먼 박사는 “루빈은 10년 동안 남쪽 하늘 전체를 반복해서 촬영할 예정이기 때문에, 이전 조사에서 누락되었던 곳에 숨어 있는 다른 왜행성들도 이제 관측 대상이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr