9번째 행성, 존재 가능 범위는?

플래닛 나인(Planet Nine)은 태양계 외부에 존재한다고 말하는 태양계 9번째 행성이지만 지금까지 플래닛 나인이 실제로 관측된 건 아니다. 캘리포니아공대 행성 과학자인 마이클 브라운과 콘스탄틴 바티긴이 플래닛 나인이 존재할 가능성이 높은 범위를 좁혀 발표해 눈길을 끈다.

연구팀은 2016년 플래닛 나인이 존재하는 증거를 발표했다. 당시 연구팀은 직접 플래닛 나인을 관찰한 게 아니라 플래닛 나인으로 보이는 천체 중력이 다른 천체에 미치는 영향으로 플래닛 나인 존재를 추측한 것이다.

다른 천체에 미치는 중력 영향에서 존재가 예측된 천체는 태양계 8번째 행성인 해왕성이 있다. 해왕성 존재를 예측한 르 베리에(Urbain Jean Joseph Le Verrier)와 존 애덤스(John Couch Adams)는 태양계 7번째 행성인 천왕성의 관측된 공전 운동으로 예상되는 운동 모순을 통해 천완성이나 외부 행성 영향을 받고 있다는 결론을 이끌었다.

연구팀은 이와 같이 해왕성 궤도보다 바깥에 있는 천체 중 카이퍼대 천체 궤도가 변칙적으로 치우쳐 있는 걸 발견했다. 이 천체가 태양계 9번째 행성인 플래닛 나인 중력 영향을 받고 있을 가능성이 있다고 주장하고 있다.

현재는 플래닛 나인 존재는 어디까지나 가설에 불과하지만 연구팀은 새롭게 플래닛 나인이 존재할 가능성이 높은 범위를 좁혀 발표했다. 연구팀은 알려진 카이퍼대 천체를 밝혀 해왕성에 의한 중력 영향과 관측 바이어스르 뺀 다음 플래닛 나인이 카이퍼대 천체에 미치는 영향을 분석했다.

이를 통해 연구팀이 좁힌 플래닛 나인이 존재할 가능성이 높은 범위를 추렸다. 연구팀은 이번 분석에서 플래닛 나인 질량이 지구 6.2개분이며 태양으로부터 300∼380AU 떨어진 궤도를 갖고 있는 것으로 추정하고 있다. 태양계 8번째 행성인 해왕성은 태양으로부터 평균 거리가 30AU이기 때문에 플래닛 나인은 10배 이상 먼 위치를 돌고 있는 것이다. 또 플래닛 나인은 태양계 평면에서 16도 기울어진 궤도를 갖고 있으며 밝기는 명왕성 15등급보다 더 어두운 22등급이라고 볼 수 있다.

여전히 카이퍼대 천체 궤도에서 부자연스러운 편향이 플래닛 나인 중력에 기인한 게 아니라 우연히 그렇게 된 만큼 가능성도 남아 있다. 하지만 연구팀에 따르면 이런 가능성은 0.4% 밖에 없다는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.