루빈 천문대, 명왕성 너머 지름 최대 1,500km 여섯 번째 왜행성 후보 발견

베라 C. 루빈 천문대는 명왕성 너머에서 왜행성으로 분류될 만큼 클 가능성이 있는 얼음 천체를 발견했다. 초기 추정에 따르면 이 천체의 지름은 600~1,500킬로미터로, 해왕성 바깥에서 지금까지 발견된 천체 가운데 가장 큰 부류에 들 수 있다.

앞으로 남은 검증을 통과한다면 태양계에는 명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케, 세레스에 이어 여섯 번째 공식 왜행성이 추가된다. 이번 발견은 루빈 천문대가 무엇을 위해 만들어졌는지도 보여준다. 이 천체는 수년간 수많은 별 사이에 묻힌 채 눈앞에 있었지만, 희미하게 움직이는 점을 포착하도록 설계된 소프트웨어가 이를 찾아냈다.

이 천체에는 잠정 명칭 2026 ED138이 붙었으며, 국제천문연맹 소행성센터가 이를 발표했다. 발견자인 하버드 & 스미스소니언 천체물리학센터의 매슈 홀먼(Matthew Holman)은 루빈 천문대 태양계 과학을 이끄는 워싱턴대학교의 마리오 유리치(Mario Jurić)와 함께 워싱턴주 스포캔에서 열린 미국천문학회 행성과학분과 연례 회의에서 이를 발표했다.

홀먼은 “첫 반응은 흥분과 믿기 어려움이 뒤섞인 것이었다”며 “이런 천체는 매우 드물기 때문에, 곧바로 내가 뭔가를 잘못했는지 아니면 코드에 문제가 있었는지 확인하기 시작했다”고 말했다.

유리치는 이번 발견을 세대적 사건으로 표현했다. 그는 GeekWire에 “지름 약 1,000킬로미터에 이르는 이렇게 큰 천체를 찾는 일은 아마 한 세대에 한 번 일어날까 말까 한 일”이라며 “약 20년 만에 발견된 가장 큰 해왕성 바깥 천체이며, 루빈은 아직 망원경 시운전 단계에 있을 때 이를 찾아냈다”고 말했다.

루빈은 어떻게 별 무리 속에서 느리게 움직이는 점을 찾아냈나

해왕성 너머의 천체는 하늘에서 너무 느리게 움직이기 때문에, 단일 이미지로는 별과 구분할 수 없다. 홀먼은 천체물리학센터 동료인 케빈 네이피어와 함께 작성한 탐색 코드를 통해 루빈 데이터를 분석해 ED138을 찾아냈다. 이 코드는 수십억 건의 이동 광점 검출 데이터를 비교하고, 밤마다 같은 천체에 속하는 점들을 연결한다.

ED138이 밝기와 거리 면에서 두드러지자 유리치는 루빈의 목록과 이미지를 다시 살펴 20건의 추가 관측을 찾아냈다. 칠레의 루빈 시모니 서베이 망원경은 모두 20일 밤에 걸쳐 이 천체를 30차례 기록했다. 이후 소행성 연구소의 ADAM Precovery 서비스는 세로 톨롤로의 빅터 M. 블랑코 4미터 망원경에 장착된 Dark Energy Camera의 보관 이미지에서도 이 천체를 찾아내 관측 기록을 약 10년 전까지 확장했다.

그렇다면 왜 아무도 더 일찍 포착하지 못했을까? ED138은 은하수 평면 가까이에 위치한다. 이곳은 수백만 개의 별로 빽빽한 하늘 띠라서 희미하고 느린 천체가 배경 광원 사이로 쉽게 사라진다. 루빈은 남반구 전체 하늘을 반복 촬영하고, 소프트웨어는 수백만에서 수십억 개의 광점을 걸러낸다. 따라서 그 무리 속에서 이동하는 점은 결국 정체를 드러낸다. 유리치는 이제 연구팀이 앞뿐 아니라 뒤도 살필 수 있게 됐다며 “새 천체를 식별하면 수개월 전, 때로는 수십 년 전까지 거슬러 올라가 아무도 찾아볼 생각을 하지 못했던 이미지에서 그것을 발견할 수 있다”고 말했다.

어디를 공전하나

ED138은 현재 태양에서 약 46천문단위, 약 69억 킬로미터 떨어져 있다. 이는 지구와 태양 사이 거리의 46배에 해당한다. 햇빛이 이곳에 도달하는 데는 6시간 이상이 걸린다. 명왕성의 평균 거리는 40천문단위다.

NASA 제트추진연구소의 예비 궤도 계산에 따르면 ED138의 평균 거리는 약 43천문단위이며, 약 37~49천문단위 사이를 오간다. 이 거리에서 태양을 한 바퀴 도는 데는 약 280년이 걸린다. 그 궤도는 약 30천문단위에 위치한 해왕성의 궤도 안쪽으로는 결코 들어오지 않는다.

이 궤도는 행성들의 평면에서 거의 25도 기울어져 있다. 이 기울기 때문에 ED138은 천문학자들이 ‘뜨거운 고전 천체’라고 부르는 유형에 속하며, 태양계의 과거 어느 시점에 해왕성의 중력이 이 천체를 원래 궤도에서 벗어나게 했음을 시사한다.

실제 크기는 얼마나 될까?

아직 아무도 ED138의 크기를 직접 측정하지 못했다. 연구팀은 거리, 겉보기 밝기, 표면이 반사하는 빛의 양에 대한 추정치라는 세 가지 요소를 이용해 크기를 계산했다. 가장 큰 불확실성은 마지막 요소에 있다. 어두운 표면이라면 ED138만큼 밝게 보이려면 커야 하지만, 새롭고 반사율이 높은 얼음 표면이라면 훨씬 작은 면적으로도 충분하다. 이 때문에 추정치는 600~1,500킬로미터에 이른다.

이 범위의 양 끝은 상당히 다른 세계를 뜻한다. 600킬로미터라면 ED138은 지름 약 950킬로미터인 소행성대의 왜행성 세레스보다 작다. 1,500킬로미터라면 지름 약 1,430킬로미터의 마케마케, 약 1,540킬로미터의 하우메아에 필적한다. 유리치가 잠정적으로 제시한 약 1,000킬로미터라는 수치는 지름 약 1,100킬로미터의 콰오아르와 같은 부류에 놓인다. 약 2,380킬로미터의 명왕성과 약 2,330킬로미터의 에리스는 여전히 훨씬 앞선다.

‘약 20년 만에 가장 큰 천체’라는 비교도 타당하다. 지름 약 1,230킬로미터의 공공은 2007년에 발견됐다. 콰오아르, 세드나, 하우메아, 오르쿠스, 마케마케, 에리스를 포함한 이 지역의 주요 대형 천체 대부분은 2002년부터 2005년 사이에 발견됐다.

아직 결론 나지 않은 점

ED138은 왜행성이 아니라 왜행성 후보이다. 국제천문연맹이 2006년에 채택한 정의에 따르면, 왜행성은 태양 주위를 공전하고, 궤도 주변을 정리하지 않았으면서도 자체 중력으로 둥근 형태를 이룰 만큼 충분히 커야 한다. 이 상태는 정역학적 평형으로 알려져 있다. ED138의 추정 크기에 해당하는 얼음 천체는 둥글 것으로 예상되지만, 이 천체가 실제로 그렇다는 사실은 아직 아무도 입증하지 못했다.

질량도 알려지지 않았다. 이처럼 먼 천체의 질량은 보통 위성의 궤도를 측정해 알아내며, 발표 내용에는 위성에 대한 언급이 없다. 궤도 자체도 아직 예비 단계이며, 추가 관측이 들어오면 더 정밀해질 것이다.

ED138이 둥글다고 해도 공식 목록에 빠르게 오르지는 못할 수 있다. 유리치는 GeekWire에 “공식 목록은 2008년 이후 바뀌지 않았다”며 현재 후보들을 검토하는 절차가 실제로 있는지는 확신하지 못한다고 덧붙였다. 콰오아르와 공공을 비롯해 비슷한 크기의 여러 천체는 연구 논문에서 왜행성으로 널리 다뤄지지만, 여전히 국제천문연맹의 다섯 개 천체 목록에는 들어 있지 않다.

2026 ED138에 관한 주요 질문

2026 ED138은 무엇인가?

해왕성 너머에서 태양을 공전하는 얼음 천체로, 현재 지구보다 태양에서 약 46배 더 멀리 떨어져 있다. 베라 C. 루빈 천문대가 발견했으며, 추정 지름이 600~1,500킬로미터에 이르기 때문에 알려진 해왕성 바깥 천체 가운데 가장 큰 부류 중 하나다.

2026 ED138은 왜행성인가?

공식적으로는 아니다. 현재는 후보 천체다. 왜행성 자격을 얻으려면 둥글다는 점이 입증돼야 하며, 이를 위해서는 항성 엄폐나 열 측정 같은 후속 관측이 필요하다. 그러고도 국제천문연맹이 이를 목록에 추가해야 한다.

왜행성은 몇 개인가?

국제천문연맹은 다섯 개를 인정한다. 소행성대의 세레스와 해왕성 너머의 명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케다. 천문학자들은 콰오아르, 공공, 세드나처럼 다른 여러 대형 천체도 왜행성일 가능성이 높다고 보지만, 이들은 공식 목록에 올라 있지 않다.

루빈 천문대는 어떻게 이를 발견했나?

매슈 홀먼과 케빈 네이피어가 작성한 소프트웨어는 루빈 이미지 전반에 반복적으로 나타난 같은 희미한 이동 광점의 검출 기록을 연결했다. 추가 탐색을 통해 루빈의 관측 30건과, 이 천체의 추적 기록을 약 10년 전까지 연장하는 더 오래된 Dark Energy Camera 이미지를 찾아냈다.

다음 단계는 무엇인가

홀먼은 루빈이 3월 4일부터 7월 11일 사이 수집한 데이터에서 2026년 10월 13일 저녁 ED138을 발견했고, 소행성센터는 10월 27일 이를 발표했다. 보관 이미지는 2016년까지 거슬러 올라간다. 루빈의 10년짜리 Legacy Survey of Space and Time은 2026년 6월 공식 시작됐다. 조사 시작 전인 4월, 연구팀은 이미 약 380개의 새로운 해왕성 바깥 천체를 포함해 1만1,000개 이상의 새로운 소행성을 소행성센터에 보냈다.

다음 과제는 ED138이 둥글다는 사실을 입증하는 일이다. 유리치는 GeekWire에 가장 직접적인 방법은 이 천체가 배경 별 앞을 지나며 잠시 그 빛을 가리는 순간인 항성 엄폐라고 말했으며, “밀집한 항성장 안에 있기 때문에” 이를 포착할 가능성이 높다고 밝혔다. 이후 열 측정, 모델링, 광도곡선 분석이 뒤따르게 되며, 크기 범위를 좁히려면 적외선 관측이 필요하다. 같은 엄폐 기법은 에리스의 정확한 크기를 알아내는 데 사용됐고, 이제 ED138의 궤도가 알려진 만큼 어느 곳의 관측자든 이를 계획할 수 있다. 일반 대중은 루빈의 Orbitviewer 앱에서 이 천체의 경로를 따라갈 수 있다.

홀먼은 “왜행성으로 확인된다면 ED138은 극히 작은 세계의 가족에 합류하게 될 것”이라며 “루빈은 10년 동안 남반구 전체 하늘을 반복 촬영할 것이므로, 이전 탐사가 건너뛴 장소에 숨어 있는 다른 천체들도 이제 발견 가능 범위에 들어왔다”고 말했다.

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