다이아몬드가 널려 있는 외계행성이 있다?..美연구팀, 행성과학 저널에 논문 게재

김샛별 기자 승인 2020.09.15 17:22 의견 0

다이아몬드와 실리카가 주요 광물인 고탄소 외계행성. (자료=애리조나 주립대)

[디지털머니=김샛별 기자] 탄소 성분이 높은 외계행성에는 다이아몬드가 널려 있을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

15일 미국 애리조나 주립대학에 따르면 이 대학과 시카고대학 공동 연구팀은 고 탄소 외계행성 중 일부는 조건이 맞는다면 다이아몬드와 실리카(SiO₂)가 주요 광물로 구성돼 있을 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 해당 논문은 '행성과학 저널'에 실렸다.

별(항성)과 행성은 가스 구름에서 형성돼 성분이 비슷하다. 산소 대비 탄소 성분이 높은 별 주변에서는 탄소가 풍부한 '카바이드 행성'이 만들어진다. 연구팀은 이런 행성에 물이 존재하면 다이아몬드가 많아진다는 가설을 세우고 실험을 했다.

연구팀은 카바이드 행성 내부의 고온·고압 상황을 만들기 위해 논문 공동저자로 참여한 애리조나 주립대학 심상헌 부교수 연구실의 고압 '다이아몬드 모루 세포'를 활용했다.

실리콘 카바이드를 물에 담근 뒤 다이아몬드 모루 세포 사이에 넣고 매우 높은 압력을 가했다. 그런 다음 일리노이의 아르곤 국립 연구소에서 레이저로 가열해 물과 실리콘 카바이드 간 반응을 X선으로 관찰했다.

그 결과 예상대로 실리콘 카바이드는 고온, 고압에서 물과 반응해 다이아몬드와 실리카로 전환되는 것이 확인됐다.

지금까지 태양계 밖 외계행성 탐색이나 연구는 주로 생명체가 살 수 있는 곳에 집중돼 있다. 이번 연구의 대상이 된 탄소가 풍부한 카바이드 행성에서는 생명체 존재에 필요한 것들을 갖고 있지 않을 가능성이 높다고 연구팀은 설명했다.

지구는 생명체 서식 가능 지표의 하나인 지질 활동이 활발하다. 하지만 고탄소 행성에서는 지질 활동이 활발히 진행되기에는 너무 딱딱하며 이로 인해 대기 성분이 생명체가 살 수 없게 됐을 수 있다는 것이다. 대기는 숨을 쉴 수 있는 공기를 제공하고 우주의 혹독한 환경으로부터 보호막 역할을 하며 액체 상태의 물이 존재할 수 있게 해주는 등 생명체가 존재하는 꼭 필요한 조건이다.

논문 제1저자인 지구·우주탐사학과 대학원생 해리슨 앨런-셔터는 "생명체 서식 가능성 유무와 관계없이 이번 연구 결과는 외계행성의 특성을 파악하고 이해를 넓히는데 진전을 가져왔다"면서 "우리가 더 많은 것을 알수록 새로운 관측자료가 나왔을 때 더 정확하게 해석해 태양계 밖 외부세계를 이해할 수 있을 것"이라고 말했다.

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