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불순물이 많은 다이아몬드는 쓸모가 없는 줄 알았는데…. 과학자들이 지구 내부를 들여다 볼 수 있게 해 준다니 대단해! 그런데 다이아몬드는 땅 속에만 있는 걸까?
천왕성과 해왕성에는 다이아몬드 비가 내린다?!
지구 밖 태양계 행성에서도 다이아몬드를 찾아볼 수 있어요. 바로 천왕성과 해왕성이지요. 오래 전부터 과학자들은 두 행성 내부의 엄청난 열과 압력으로 탄소가 다이아몬드로 변한 층이 있을 것이라고 생각했어요. 하지만 이를 실제로 확인할 수 없었지요.
2017년, 독일과 미국, 영국 국제공동연구팀은 천왕성과 해왕성의 내부 1만km와 비슷한 환경을 만들어 실험해 봤어요. 탄소와 수소로 이루어진 고분자 화합물에 강력한 레이저를 쏴 충격파를 주면 4700℃, 지구 대기압보다 148만 배 더 큰 압력을 만들 수 있지요.
실험 결과, 이 환경에서 탄소 원자는 수 나노미터 크기의 작은 다이아몬드로 변했어요. 천왕성과 해왕성에는 메탄이 풍부해요. 메탄은 수소와 탄소로 이루어져 있는데, 천왕성과 해왕성의 높은 온도와 압력 때문에 수소가 분리되어 탄소만 남게 되지요. 이 탄소가 다이아몬드로 바뀌면서 수백만 캐럿의 다이아몬드 비가 내릴 수 있다는 거예요.
연구팀은 “수천 년에 걸쳐 다이아몬드 비가 천천히 내리면서 천왕성과 해왕성의 핵 주변에 두꺼운 층을 이뤘을 것”이라고 말했어요.
나노 다이아몬드 구름에 둘러싸인 별이 있다?
올해 6월에는 영국 카디프대학교 연구팀이 다이아몬드 띠로 둘러싸인 외계 항성계를 발견했어요. 20여 년 전부터 천문학자들은 우주에서 오는 비정상적인 마이크로파의 정체를 궁금해 했어요. 보통 마이크로파는 은하에서 나오는데, 이 마이크로파는 별에서 나왔거든요.
연구팀은 미국과 호주에 있는 전파망원경으로 마이크로파를 내는 세 개의 신생별인 ‘V892 타우’, ‘HD97048’, ‘MWC297’을 관측했어요. 관측 결과, 연구팀은 반지름 0.75~1.1nm 크기의 나노 다이아몬드로 이루어진 거대한 구름 띠가 세 별을 둘러싸고 있다는 것을 발견했지요. 수많은 다이아몬드가 빠른 속도로 회전하고 충돌하면서 마이크로파를 만들어낸 거예요.
연구팀은 “다이아몬드 입자들이 어떻게 생성됐는지는 아직 분명하지 않다”며, “별이 만들어지는 높은 에너지 상태에서 탄소 원자가 가열되어 다이아몬드가 생성된 것인지, 폭발한 별들로부터 나온 것인지 원인을 밝힐 것”이라고 말했어요.
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