플래닛 나인은 블랙홀인가 행성인가? 하버드 과학자들의 연구 결과 공개

 2016년 이후, 일부 과학자들은 거대하고 보이지 않는 세계가 행성 나인이라고 불리는 태양계 바깥쪽에 숨어 있을지도 모른다고 의심해왔다. 그 증거는 모두 명왕성 훨씬 너머에 있는 부피가 크고 숨겨진 행성에 의해 영향을 받는 것처럼 보이는 해왕성을 지나는 몇몇 작은 물체들의 이상한 궤도에서 나온다. 하지만 바로 작년, 과학자들은 또 다른 설명을 생각해 냈고, 그것은 공상과학소설에서 나온 것이다. 연구원들은 소위 '행성 9'가 전혀 행성이 아니라고 제안했다. 대신에, 그들은 태양계가 우주에서 가장 초기 블랙홀 중 하나인 원시 블랙홀의 본거지일 수 있다고 제안한다. 이제 하버드의 과학자들은 플래닛 나인이 실제로 블랙홀이 될 수 있는지 여부를 결정할 수 있는 방법을 제안했다. 특히, 이 새로운 방법은 블랙홀이 혜성이나 다른 먼 물체를 삼킬 때 방출되는 텔테일 플레어의 증거를 찾기 위해 태양계의 바깥쪽을 샅샅이 뒤질 것이다. 그러한 플레어는 다가오는 베라 C에 의해 감지될 수 있어야 한다고 그들은 말한다. 앞으로 몇 년 안에 남쪽 하늘에 대한 10년간의 조사에 착수할 것으로 예상되는 칠레의 루빈 천문대가 있다. 태양의 영향력은 대부분의 사람들이 태양계에 관해 생각할 때 일반적으로 생각하는 것보다 훨씬 더 크다. 예를 들어 인간이 만든 최초의 물체 보이저 1호가 헬리오스피어라고 불리는 우리 태양의 보호 거품을 떠나는데 36년, 약 120억 마일(1900억 킬로미터)이 걸렸다. 그러므로 과학자들이 아직도 넵튠 횡단 물체(TNO)로 알려진 해왕성 너머를 공전하는 새로운 얼음 물체를 발견한다는 것은 놀라운 일이 아니다. 예를 들어, 2018년 말, 연구원들은 당시 가장 멀리 떨어져 있던 TNO가 발견되었다고 발표했는데, 이것은 파아웃이라고 명명되었다. 불과 몇 달 뒤인 2019년, 같은 팀이 훨씬 더 먼 TNO를 발견했다고 트럼펫을 날리며 '파파아웃'이라고 불렀다.)'이라고 불렀다. 그러나 파아웃과는 달리 파아웃의 궤도는 아주 멀리 떨어져 있는 TNO 몇 개와 함께 상당히 이상하다. 연구에 따르면, 약 12개의 먼 TNO가 우주에서 거의 같은 지점에서 태양에 가장 가깝게 접근하거나 근접한 곳에 도달한다. 하지만 그들은 그 이유를 설명할 수 없다. 이 물체들은 태양으로부터 약 100 천문단위(AU, 1AU는 평균 지구-태양 거리)에 위치하는데, 이것은 그들을 해왕성의 중력 영향력을 훨씬 뛰어넘게 한다. 이 퍼즐은 연구자들이 지구 질량의 약 5배에서 10배 정도 되는 태양으로부터 400AU와 1,500AU 떨어진 곳에 위치한 숨겨진 행성이 어떻게 이러한 독특한 TNO를 제자리에 끌어들이는지 계산하도록 이끈 것이다. 반면에 플래닛 나인은 전혀 행성이 아닐 수도 있다. 그것은 원시적인 블랙홀일 수도 있다. 플래닛 나인의 초지구적 지위가 의심되고 있는 상황에서 블랙홀은 대략 자몽만한 크기일 뿐이다. 이러한 작은 블랙홀이 빅뱅(원초적인 블랙홀을 암흑물질의 가능한 후보자로 만드는 것) 이후 처음 몇 분의 1초 이내에 존재할 수 있었다는 이론이 있다. 그러나 이 고대 짐승들의 존재는 아직 확인되지 않았다. 일반적으로 블랙홀은 찾기 매우 어렵다. 그들의 이름에서 알 수 있듯이, 빛을 포함한 그 어떤 것도 일단 너무 가까워지면 그들의 중력 손아귀에서 벗어날 수 없다. 대신 과학자들은 주변의 물체에 미치는 영향을 관찰하여 블랙홀을 정확히 찾아내야 하며, 그렇지 않으면 물질이 그 물체 안으로 소용돌이칠 때 방출되는 밝은 빛의 불꽃을 포착하여 블랙홀을 찾아내야 한다. 그래서 먼 태양계의 블랙홀을 찾기 위해 하버드의 학부 아미르 시라지와 함께 천체물리학자 아비 롭은 블랙홀이 우리 태양계를 옥죄고 있는 잠재적으로 수조 개의 거대한 얼음 덩어리인 오트 구름에서 작은 물체와 마주쳤을 때 발생하는 플레어를 찾아내는 방법을 개발했다. 때때로, 연구원들은 혜성과 같은 오트 클라우드 물체는 주위에 숨어있는 어떤 블랙홀과도 상호작용해야 하며, 베라 C가 가지고 있는 가시적인 빛의 플레어를 생성해야 한다고 말한다. 루빈 천문대는 언제 10년간의 우주와 시간의 레거시 조사를 시작할지를 감지할 수 있다. 그러나 이것은 완전히 새로운 생각은 아니다. 우리 태양 주변에 아홉 번째 행성이 숨어 있는지 여부에 대한 최종 판결을 내리는 것은 이미 LSST의 목표 중 하나였다. 그러나 행성이 거대한 블랙홀을 발견한다는 측면에서, 이 획기적인 조사는 그 일에 아주 적합하다. 시라즈는 천문학과의 인터뷰에서 "우리 둘 중 어느 누구도 LSST가 볼 수 있는 범위 안에 편리하게 들어갈 것이라고 예상하지 못했다"고 말했다. "하지만, 플래닛 나인 블랙홀을 넘어서, 우리는 오트 구름의 가장자리까지 행성의 질량 블랙홀을 배제하거나 확인할 수 있다." 만약 LSST가 플래닛 나인으로 가장한 원시 블랙홀의 플레어를 발견하게 된다면, 비슷한 감도의 또 다른 망원경은 훨씬 더 오랫동안 그것의 위치에 초점을 맞출 수 있고 수천 개의 플레어를 더 포착할 수 있을 것이다. 2014년 블록버스터 '인터스텔라'에서 블랙홀이 처음 스크린에 등장했을 때 아직 아무도 블랙홀을 보지 못했다. 참고할 실제 이미지가 없는 상태에서, 영화를 작업한 시각 효과 예술가들은 천체물리학자들과 협력하여 그들의 화면상의 창조물이 우주가 우리를 위해 준비하고 있는 것에 가까이 다가갈 수 있도록 했다. '인터스텔라'가 2015년 최고의 시각 효과로 오스카상을 받은 지 4년 만에 삶을 모방한 삶의 이야기에서 천문학자들은 블랙홀의 첫 실제 모습을 포착했다. 그 이미지는 그들이 스크린에서 만드는 것을 도와준 바로 그 블랙홀의 흐릿한 사진처럼 보였다. 지금쯤 여러분은 아마 메시에 87 은하의 중심 부근에 있는 초거대 블랙홀의 유명한 이미지를 보았을 것이다. M87*('M87-star'라고 발음되는 이 블랙홀은 우리 태양보다 수십억 배 더 무겁고 5000만 광년 이상 떨어져 있다. 빛나는 후광의 흐릿한 이미지는 천체물리학자들이 그들의 이론적 예측을 검증할 수 있게 한 최초의 것이었다.