스페인 천문학자들, 명왕성 뒤 Brown Dwarf Star 발견 주장

우리 태양계에서 새로운 행성이 발견되고 있다는 의견은 매우 흥미롭다. 더우기 2012년 운명의 예언 및 외계인과 관련된 `행성 X(Planet X)` 혹은 `니비루(Nibiru)`에 관한 이론 때문에 더욱 그렇다. NASA나 유명한 관측소 등에 있는 과학자들은 지금 지난 몇 년간의 발견에 대한 조사를 회피하고 있고, 이는 주로 `프린지(fringe)` 이론들과 관련되는데 우려하고 있기 때문이다.

그러나, 좋든 싫든 이것은 일어나고 있다. 그러니까 `스타 뷰어 팀(Starviewer Team)`이라 불리는 스페인 팀에 따르면 지난 2주 동안 뉴스 웹 싸이트에서 그들은 무언가 의미심장한 발견을 했으며 그것은 거의 목성 크기의 2배이며 우리로부터 가장 멀리 떨어져 있는 작은 행성인 명왕성 뒤에 있다.

비록 그것이 행성이 아닐지라도 행성들과 주위를 도는 큰 위성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 천문학자들은 그것을 `Brown Dwarf Star`로 부르며 공식적인 이름은 `G1.9`이다.

Brown Dwarf Star가 무엇인가?

먼저 이들 천문학자가 발견한 것을 설명할 것이다. 그 다음 그들이 어떻게 그것을 발견했는지를 논의할 것이다. 과학적인 논쟁의 부담에서 항성과 행성이 우주에서 어땧게 형성되는지에 대해 현재 받아들여지고 있는 방식을 설명해보도록 하겠다.

서로 다른 모든 물질은 인력이 있다. 큰 질량은 작은 질량을 끌어당긴다. 우주의 커지는 물질구름 속에서 이러한 결과는 더 많은 물질들을 끌어당기며 무리를 이룬다. 우주에서 대부분을 차지하는 물질은 `가스`이기 때문에 이들 구름들은 언젠가는 아주 조밀한 가스 구체가 된다. 이렇게 되면 보통 얼마의 `남겨진 과잉` 물질들은 구의 주위에 고리를 형성한다.

예를들어 구체에서 수소 물질이 충분하다면 구체의 핵심부에 매우 큰 압력이 생길 수 있고 수소 원자는 같이 융합하고 이 반응으로 새로운 별이 탄생한다. 이 반응에서 두 개의 수소원자가 결합하면 1개의 헬륨 원자를 형성하며 여분의 방사능 에너지가 방출된다. 과학자들은 태양을 빛나게 하는데 필요한 최소한의 질량이 `13MJ`라는 목성의 알려진 물질보다 약 13배라고 믿고 있다. 만약 질량이 이보다 적으면 핵심에 가해지는 압력이 충분히 발화를 시키지 못해서 구체는 `Brown Dwarf`라 불리는 뜨거운 가스의 공이 된다.

새로운 별이 회전하면서 표면이 점점 냉각되고 금속과 광물 같이 무거운 원소들이 생겨난다. 때때로 고체 구는 표면에서 얼마간의 가스를 끌어당기고, 이것은 목성이나 토성 같은 가스 거성이라는 결과가 되는데 핵심은 고체이지만 대기는 두꺼운 가스이다. 이들 `거대한 가스` 행성은 아주 육중할 수 있지만 핵심부는 고체이므로 별이 되지 못한다.

이 Brown Dwarf가...

이 새로운 `Brown Dwarf`의 발견은 우리 태양을 탄생시켰던 것과 같은 응결 물질로 만들어졌다고 여겨진다. 큰 행성들이 태양 주위에서 생성된 뒤에 태양계 가장자리로 밀려나며 태양으로 빛나는데 필요한 질량을 밑도는 1.9MJ 정도의 구로 형성되었다.

네메시스(Nemesis)

태양의 동반별 이론은 새로운 것이 아니다. 그리스 신화 이래로 네메시스라고 자주 기술된 이 신화는 무자비한 여신으로 인격화된 하늘이 세상의 오만불손을 압도하며 복수심에 불타는 숙명으로 징벌을 내린다는 풍조였다. 네메시스라는 이름은 "응보를 받는다"라는 그리스 단어와 연관이 있다. 이것은 현재 숙명적으로 대립하면서도 어딘가 닮은 데가 있는 적을 지칭하는 용어로 자주 사용되고 있다. 이를테면, 모라이어티 교수는 셜록 홈즈의 네미시스라고 자주 묘사된다.

"반대이지만 유사한" 이라는 것은 우리 태양의 동반별에 대한 완벽한 묘사이다. 하지만, 네메시스라는 이름은 또한 불길한 현실을 암시한다. 이 새로운 네메시스가 우리에게 해로울 것인가, 아닌가. 우리가 은하에서 관찰하는 많은 태양들은 `이중성계`이거나 `쌍별의 부분`이다. 어떻게 하나로 응축된 믈질 구름으로부터 2개의 태양이 생길 수 있는지에 대한 논쟁이 있다. 일부는 동시에 2개가 생긴다고 믿는다. 다른 사람들은 하나의 큰 태양으로부터 분리되어 생성된다고 믿는다.

때때로 두 구체 모두 융합이 충분해서 둘 다 밝게 빛나며 무게 중심이라 불리는 가상의 지점 주위를 서로가 돌고 있다. 때로는 단지 하나의 태양이 13MJ를 얻어 빛나지만 다른 작은 동반별인 Brown Dwarf는 희미하게 빛나며 열을 방사한다. 천문학자들은 일반적으로 두 개중 더 밝은 것만 볼 수 있다. 그러나, 그들은 무게 중심을 돌기 때문에 섭동으로 인해 보이지 않는 동반별의 질량이 드러난다. 우리가  태양과 그것의 중력 영향에 접근해서 우주를 살펴보면 G1.9가 가장 먼 작은 행성인 명왕성과 `오르트 구름(Oort Cloud)` 근처 우리 태양계 가장 자리 사이에서 타원으로 움직이고 있다.

이 새로운 Brown Dwarf의 발견은 우리에게서 60 ~ 66 AU (1 AU는  지구 ~ 태양 거리)에 위치한다고 보고되었고, 현재 사수자리 방향에 있다. 먼 우주 특히 오르트 구름에서의 주기적인 중력 교란 때문에 스페인 천문학자 그룹은 명왕성 뒤 수백 AU 타원궤도로 G1.9가 움직인다고 믿고 있다. 명왕성 뒷편에 위치하고 있다는 것은 우리 태양과 지구에 가장 근접한 것이라고 주장한다.

우주에서는 행성 궤도 내부에 부스러기 파편들이 상대적으로 자유롭게 퍼져 있다. 이것은 질량이 큰 각 행성들이 질량이 작은 행성간 부스러기들을 끌어당겨 효과적으로 그것들을 모으는 것이다. 하지만, 예외가 있다.

부스러기(Debris) 벨트

화성과 목성 사이에 `소행성 대`라고 하는 부스러기의 고리가 보인다. 이것은 여기가 어떤 형태의 충격으로 분쇄되기 전엔 한때 행성의 궤도였다. 많은 이론 학자들은 이것이 태양계로 들어온 불한당 행성에 의한 것이라고 믿고 있다. -- 우리 행성계의 몇몇 알려지지 않은 일원의 존재에서 미약한 징후와 낌새가 있다.

명왕성 뒤편에는 `카이퍼 벨트(Kuiper Belt)`라는 부스러기의 큰 고리가 있다. `소행성 대`가 바위가 금속의 주요 성분이라면 카이퍼 벨트 물체들은 얼음으로 얼려진 메탄, 암모니아, 수분과 같이 큰 휘발체로 이루어져 있다. 태양계의 가장자리에는 `오르트 구름(Oort Cloud)`이라는 또다른 부스러기 지역이 있다. 오르트 구름은 부스러기 띠가 아니라 태양계를 둘러싸고 있는 구형의 껍질이고 태양 중력장의 가장자리까지 뻗어 있다. 이 영역은 얼려진 물, 메탄, 에탄, 일산화탄소, 수소 시안화물의 덩어리로 생각된다. 또한 혜성들이 생겨나는 장소이다. 어쨌든, 장거리 주기 혜성의 전형적인 궤도에서 `1996-PW`라는 물체의 발견은 구름 역시 바윗 덩어리들의 집이 될 수 있다는 것을 알려준다.
 

" 날아다니는 종이"

목성과 토성은 극히 무겁고 우리 태양계의 행성 지역에 들어오는 유성과 혜성을 끌어당길 만큼 강한 중력을 가지고 있다. 그들은 유성, 혜성과 소행성에 대해 날아다니는 종이 신세인 우리 지구와 같은 보다 작은 행성이 충돌하는 걸 막아준다. 2009년 8월, 천문학자들이 이들 위험한 물체를 추적하는 노력에도 불구하고, 예상치 못하게 행성 지역으로 들어온 큰 소행성을 목성이 잡았다. 그것은 이 소행성이 G1.9 경로에 의해 섭동, 교란 되어져서 지금까지 중요하게 인식되어지지 못했다.

주의 : 아래 이미지에서 소행성이 충돌한 곳은 목성의 북반구 윗쪽 어두운 지점.
 

어떻게 발견되었나... 논란거리

당신은 왜 천문학자들이 이전엔 이 물체를 전혀 발견하지 못했나라고 질문할 수 있다. G1.9는 캠브리지대학의 Dave Green에 의해 1984년 "초신성 잔유물"로 처음 확인되었고 그 후 1985년 NRAO의 Very Large Array 전파 망원경으로 더욱 자세하게 연구되어졌다. 그것은 초신성치고는 이례적으로 매우 작아서 대략 1,000년 이하로 젊었다고 생각했기 때문이다.

하지만 2007년에, NASA의 찬드라 X-ray 관측소가 X-ray로 관측한 결과 그 물체는 마지막으로 관찰한 것보다 더욱 크다고 드러났다! 크기가 16%나 커진 것이다. 이 관찰의 수수께끼는 Very Large Array가 23년 전 관측을 반복해서 크기가 상당히 증가한 것으로 검증되었다. 초신성은 이렇게 빨리 확장하지 않는다고 알고 있고, 그것이 폭발하지 않았다면 G1.9는 분명히 "매우 젊은" 초신성임에 틀림없다고 설명되었다. -- 아마 150년이 더 되지는 않았을 것이다. 그러나, 눈에 보이는 초신성이 미국 남북전쟁 시기에 발견되었다는 기록은 없다.

스페인 천문학자들은 엄청난 관심을 가지고 이것의 출현을 바라며 이 물체를 추적해 왔다. 중력적인 변칙성이 오르트 구름에서 몇 번 일어났다는 것은 섭동이 무시할 수 없는 질량을 가진 물체의 근접으로 발생했다는 것을 암시한다. G1.9의 크기가 증가했다고 언급하는 것은 그들에게 전혀 미스테리가 아니다. 그것은 그 물체가 지구로 가까이 오면서 정확하게 예상된 것이다.

G1.9(아래 오른쪽)은 현재 우리 은하 중심 사수자리 방향에 위치하고 있고, 적외선 스펙트럼 이미지에서 밝게 빛나고 있다. G1.9의 밝은 배경은 가시광선 파장에서는 보이지 않는다.