[이광식의 천문학+] 시골 청년의 꿈을 이뤄준 명왕성 - 왜 행성서 왜 퇴출됐을까?

현재 대부분의 성인들이 중학교에 다닐 때 우리 태양계 행성 이름을 이렇게 외었다. '수금지화목토천해명'

하지만 태양계 9개 행성 중 막내였던 명왕성은 더이상 행성이 아니다. 2006년 세계천문연맹(IAU) 총회에서 명왕성을 행성 반열에서 퇴출하기로 결졍했기 때문이다. 직접적인 이유는 미국의 천문학자 마이크 브라운이 2003년, 명왕성 뒤쪽에서 지름 2300㎞인 명왕성보다 25%나 더 큰 소행성 에리스를 발견했기 때문이다.

그후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 IAU는 2006년 행성의 정의를 다음과 같이 정하기에 이르렀다. 1) 태양을 중심으로 공전할 것. 2) 자체 중력으로 유체역학적 평형을 이룰 것. 3) 구에 가까운 형태를 유지할 것. 4) 주변 궤도상의 천체들을 쓸어버리는(충돌, 포획, 기타 섭동에 의한 궤도 변화 등) 물리적 과정이 완료됐을 것.

이 정의에 의거해 2006년 체코 프라하에서 열린 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출되고 왜소행성으로 분류되었다. 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이리하여 명왕성은 ‘134340 플루토’라는 왜행성으로 분류됐다.

명왕성은 1930년 고졸 출신으로 로웰 천문대의 비정규 직원이었던 23살의 클라이드 톰보에 의해 발견되었다. 로웰 천문대는 미국의 수학자이자 천문학자인 퍼시벌 로웰(1855~1916)이 1894년에 세웠다. 출중한 호기심과 자유로운 영혼의 소유자였던 로웰은 우리와도 인연이 닿아 있는 인물로, 하버드 대학을 졸업한 후, 1883년 조선을 방문하고 '고요한 아침의 나라 조선'(Choson, the Land of the Morning Calm)이라는 제목의 책을 펴내기도 했다.

로웰은 30대에 천문학에 헌신하기로 결심하고 해왕성 바깥에 있는 제9의 행성을 찾는 것을 필생의 목표로 삼았다. 천왕성의 이상 운동을 근거로 해왕성을 발견하게 된 것이 60년 전의 일이었다. 해왕성 발견 후, 이 행성의 궤도에도 오차가 있는 것으로 밝혀져 해왕성 바깥쪽에 다른 행성이 존재할 거라는 믿음이 널리 퍼져 있었다.

로웰은 해왕성 너머로 궤도에 영향을 미치는 또 다른 행성이 있을 것으로 추정하고 이를 행성 X라 불렀다. 로웰은 애리조나주에 있는 해발 2210m의 플래그스탭산에 로웰 천문대를 세우고 행성 X를 찾기 위한 프로젝트에 돌입했다. 그러나 로웰은 불행하게도 그의 꿈을 끝내 이루지 못한 채 1916년 61살의 나이로 우주로 떠났다.

고졸출신 별지기의 꿈 이 로웰의 꿈이 14년 후 고졸 출신 아마추어 천문가 클라이드 톰보에 의해 마침내 이루어졌던 것이다. 일리노이 주의 두메산골 출신이었던 톰보가 로웰 천문대에서 근무하게 된 것은 몇 장의 천체 스케치 덕분이었다.

가난한 농가 출신으로 고등학교를 졸업한 후 아마추어 별지기로 천체관측을 즐기던 톰보는 자작 망원경으로 관측한 화성과 목성의 관측 스케치를 충동적으로 로웰 천문대에 보냈다. 천문대 대장은 이 스케치를 보고는 ‘고되지만 보수가 짠’ 천문대 일을 해볼 생각이 없느냐는 편지를 보냈고, 편지를 받자마자 시골 청년은 한 점 망설임 없이 즉시 저축한 돈을 긁어모아 몇날 며칠을 가야 하는 플래그스탭행 편도 기차표를 끊었던 것이다.

이 고졸 출신 별지기 클라이드 톰보가 마침내 천문대 입성 1년 만에 고인이 된 로웰의 꿈을 이루었던 것이다. 24살의 열정적인 톰보는 당시 최신 기술이었던 천체사진을 이용하여 동일한 지역의 밤하늘 사진을 2주 간격으로 두 장을 촬영한 후, 그 이미지 사이에서 위치가 바뀐 천체를 분석하는 방법으로 끈질기게 탐색을 진행한 끝에 1930년 2월 마침내 명왕성을 발견하는 쾌거를 올려 천문학사에 불멸의 이름을 남겼다.

명왕성 발견 소식은 곧 AP통신의 전파를 타고 전 세계로 퍼져났으며, 태양계 제9의 행성 발견으로 세계는 발칵 뒤집어졌다. 과연 태양계가 앞으로도 얼마나 더 확장될 것이며, 그 바깥으로는 무엇이 더 있을까 하는 생각으로 사람들은 망연한 시선으로 하늘을 올려다보았다.

어쨌든 명왕성 발견 하나로 톰보는 일약 유명인사가 되었다. 영국 왕립천문학회 등으로부터 공로 메달을 받았으며, 캔자스 대학에서 장학금을 받아 정식으로 천문학을 전공하여 학위를 받았다. 1955년부터 1973년 퇴임할 때까지 뉴멕시코 주립대학에서 교수로 재직했고, 1997년 뉴멕시코의 라스크루서스에서 평생을 꿈꾸었던 새로운 우주로 갔다.

그러나 명왕성과 톰보의 인연은 이것으로 끝난 것이 아니었다. 명왕성이 행성에서 퇴출된 2006년 미항공우주국(NASA)은 최초의 명왕성 탐사선 뉴허라이즌스(New Horizons)를 발사했고, 탐사선은 목성의 중력도움을 받아 가속한 후 출발 10년 만인 2015년 7월 명왕성에 도착, 명왕성 표면으로부터 약 12,550㎞ 거리까지 접근하는 역사적인 근접비행에 성공했다.

그런데 이 탐사선에는 이색적인 화물 하나가 실려 있었다. 바로 명왕성 발견자 클라드 톰보의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 선체 데크 밑에 부착되어 있었던 것이다. 의리 깊은 후배 NASA 과학자들의 배려로, 톰보는 비록 살아서는 가지 못했지만 자신의 뼛가루는 명왕성 옆을 스쳐지나면서 꿈을 이루어주었던 명왕성의 모습을 볼 수 있었던 것이다. 톰보의 뼛가루를 담은 캡슐에는 그의 묘석에 새겨진 다음과 같은 글귀가 적혀 있다.

'미국인 클라이드 톰보 여기에 눕다. 그는 명왕성과 태양계의 세 번째 영역을 발견했다. 아델라와 무론의 자식이었으며, 패트리셔의 남편이었고, 안네트와 앨든의 아버지였다. 천문학자이자 선생님이자 익살꾼이자 우리의 친구 클라이드 W. 톰보'(1906~1997).

발견된 지 한 세기도 채 채우기도 전에 행성 지위에서 퇴출된 명왕성이지만, 역설적이게도 대중에게는 그 전보다 더욱 유명하게 되었다. 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 2015년 7월 명왕성 근접비행에 성공한 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사를 계기로 미국인들의 명왕성 지위 회복 요구가 더욱 드세어지고 있다. 그만큼 미국인들은 명왕성을 사랑하고 있다.

여담이지만, 톰보는 류현진이 뛰고 있는 메이저리그 LA다저스팀의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 큰외할아버지다. 그래서 커쇼는 ‘명왕성은 내 마음의 행성이다’라고 적힌 티셔츠를 입고 TV에 출연한 적도 있다. 톰보가 그런 손자의 모습을 보았다면 무척 대견해했을 것 같다.

명왕성은 지금은 행성 반열에서 탈락하여 왜행성으로 분류되고 있다. 정식명칭은 134340 명왕성(134340 Pluto)으로 불리며, 카이퍼 띠에 있는 왜행성으로서는 현재 가장 큰 천체다. 암석과 얼음으로 이루어져 있으며, 지름 2400㎞로 지구의 달의 70%에 지나지 않는다. 태양으로부터 평균 약 60억㎞(40AU) 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있으며, 공전주기는 약 248년, 자전주기는 6.4일이다. 길쭉한 타원형 궤도 때문에 해왕성의 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 있다. 위성은 5개 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com