천문학자들은 태양계에서 가장 멀리 떨어진 행성의 궤도를 돌고 있는 달의 존재를 찾고 있습니다. 지난 3월에 발견돼‘세드나’로 명명된 행성은 얼음으로 뒤덮힌 붉은 소혹성입니다. 세드나성은 지금까지 알려진 명왕성 보다 훨씬 더 먼 지점에 위치하고 있습니다. 그러나 과학자들은 가장 강력한 지상 우주 관측 망원경으로도 세드나의 궤도를 돌고 있는 것으로 믿어지는 달을 찾아 내는데 실패했습니다. 좀더 자세한 소식을 전해드립니다.
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미국 서부 캘리포니아주에 있는 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technololgy)의 천문학자 마이클 브라운(Michael Brown)씨는 태양계의 끝자락에 있는 세드나성 주변을 돌고 있는 것으로 믿어지는 달의 위치를 찾아내지 못하는 나름대로의 여러가지 가능성을 검토하고 있습니다.
브라운씨는 지난 3월에 캘리포니아에서 망원경을 이용해 지구와 명왕성간의 거리 보다 3배 이상이나 떨어진, 지구로부터 130억 킬로미터 거리에 있는 희미한 세드나성을 발견해 냈습니다.
세드나성의 궤도는 극 타원형이기 때문에 세도나성과 지구간의 최장 거리는 최단 거리일때 보다10배 이상 차이가 나는데 이는 기존에 알려져 있던 태양계의 크기를 현격하게 확장시키는 것입니다. 브라운씨는 세드나성을 발견한 직후에 허블 우주 망원경을 이용해 세드나성 주위를 선회하고 있을 것으로 예상되는 달을 찾아 나섰습니다. 그러나 다른 그 어떤 장비 보다 저 멀리 우주의 끝을 관측하는데 효과적으로 사용되어 왔던 허블 망원경도 세드나성의 달을 찾아내지는 못했습니다.
“허블 망원경을 이용해서 지금까지 세드나성의 어떠한 위성도 관측해 내지 못했다는 점은 정말 흥미로운 사실입니다.”
브라운씨는 세드나성이 매우 느린 속도로 자전하기 때문에 그 주변에 달이 존재한다고 믿고 있습니다. 세드나성의 이동 속도를 낮추는 인력을 작용시키는 그 무엇인가가 그 주변에 있다는 신호로 보기 때문입니다. 브라운씨는 세드나성의 자전 주기를 측정하기 위해, 세드나성의 밝기가 희미한데서 다시 밝아지는데 까지 걸리는 시간을 의미하는 광도 주기를 측정했습니다. 세드나성의 광도 주기는 20일인데, 이는 세도나성에서의 하루는 지구의 하루 보다 20배나 더 길다는 것을 의미합니다.
“우리는 세드나성이 위성을 가지고 있음을 확고하게 믿고 있습니다. 어느 행성이 20일이 걸릴 정도의 느린 속도로 자전하고 있다는 것을 증명하기 위해서는 위성의 존재 이외에 다른 적절한 과학적인 설명이 존재하지 않습니다. 태양계에 있는 모든 행성들은 몇시간 또는 지구와 같이 하루에 걸쳐 자전을 합니다. 그러나 20일이나 그 이상 걸린다는 것은 매우 이례적이며 따라서 그에 대한 타당한 이유가 있어야만 하는 것입니다. 그리고 주변에 위성이 존재한다는 것이 바로, 가장 적절한 설명이 될 가능성이 있습니다.”
브라운씨는 하나의 달이 세드나성 주위를 선회하고 있음을 확신하고 있으며, 자신이 그 달을 아직까지 찾아내지 못하는 이유를 설명하는 여러가지 이론을 생각해 냈습니다. 그중 하나는 자신이 달을 관측하려 했을 당시, 그 달이 세드나성에 너무 근접했거나 세드나성의 뒤에 위치해 있었을수도 있다는 것입니다.
또한 달이 세드나성의 앞에 있었거나 다른 혹성들과 뒤섞여 있었을 수도 있습니다. 세도나성의 달은 빛을 전혀 반사하지 않는 어두운 종류의 달 일수도 있습니다. 이 모든 가정들이 사실이 아니라면, 실제로 달이 사라졌을 수도 있습니다. 달이 사라졌을 가능성에 대한 브라운씨의 견해를 들어봅니다.
“달이 다른 물체의 영향으로 파괴됐을 수도 있고 다른 행성이 접근하면서 충돌해 두조각으로 갈라지면서 사라졌을 수도 있습니다. 비록 우리는 이러한 가능성이 그다지 높지 않다고 생각하고 있지만, 현재로서는 이를 배제할 수도 없습니다.”
사라진 달에 대한 또 다른 설명 방법은 달이 처음부터 존재하지 않았었다는 것입니다. 하지만 주변에 인력이 없다면 세두나성의 자전이 그렇게 느린 이유가 과연 무엇일까? 라는 의문에 브라운씨는 느린 자전이 관측자의 단순한 착각일 수도 있음을 암시합니다.
소행성 세드나는 사실상 매 25시간마다 자전하고 있을수 있다는 것입니다. 매일 같은 시각에 세드나 성을 관찰했기 때문에 전날 보다 약간 다른 지점에 있는 세드나성을 보게 됐었는지도 모릅니다. 따라서 이는 세드나성이 상당히 오랜시간 동안 천천히 회전하고 있음을 시사하면서, 세드나성이 아주 조금만 이동한 것처럼 보이도록 착각을 하게 만들었을 수도 있습니다.
그러나 브라운씨는 이같은 가정 역시, 달의 부재를 설명하기에는 적절치 않다고 지적합니다. 허블 망원경이 세드나성의 달을 찾아내지 못했다는 사실에 실망은 했지만, 결코 달의 존재를 확인해 내는 작업을 포기하지 않겠다는 브라운씨는, 스피처 적외선 망원경을 특별히 희미한 달을 찾기 위한 조작 단계로 설정해 놓고 달을 찾는데 시간을 보낼 계획입니다. 스파이처 적외선 망원경 역시 세드나성의 달을 찾아낼수 없을 경우에 대해서 브라운씨는 다음과 같이 말합니다.
“이는 매우 답변하기 어려운 질문입니다. 그 질문 때문에 저는 밤에 잠을 이루지 못할 정도입니다.”
브라운씨는 만일 현재 사용 가능한 장비로 세드나성의 달을 발견해 내지 못할 경우, 자신은 보다 발전된 새로운 지상 망원경이 개발될 때까지 앞으로 약 10년을 더 기다려야 할지도 모른다고 말하고 있습니다.