우주는 때로 난폭하지만 근본 법칙은 단순하며, 수소·헬륨·산소·탄소 같은 보편적 원소는 조건이 맞으면 비범한 물질로 거듭난다. 지구에서는 탄소가 오랜 시간 동안 지하 깊은 곳에서 막대한 압력을 견딜 때 다이아몬드가 생성된다. 하지만 이런 요소와 조건이 드물어 다이아몬드는 희귀하다. 우주에서는 아니다. 격렬함이 일상이라 보물을 빚는 압력과 열이 사방에 존재하고, 그만큼 우주가 헤아릴 수 없을 만큼 풍요로울 수 있음을 시사한다. 어떤 소행성은 수십억 달러의 가치를 지닐 수 있고, 헬륨은 거대한 에너지 잠재력을 품고 있으며, 곳곳에 흩어진 물은 인류의 거주지를 지구 밖으로 넓히는 발판이 될 수 있다.
이런 전망은 우주 자원 채굴에 대한 관심을 키웠다. 특히 2015년 오바마 정권 때 제정된 미국 ‘상업 우주발사 경쟁력법’(Public Law 114-90)이 민간의 자원 채굴을 공식 허용하며 흐름에 불을 붙였다. 물론 이 법은 원래 달과 화성, 그리고 화성과 목성 사이의 소행성에서 원소 자원을 채굴할 수 있도록 제정된 것이었다. 그러나 그에 대한 관심이 커지면서, 과학자들은 인류가 앞으로 적어도 천 년은 도달할 수 없을 먼 우주까지 시야를 넓히기 시작했다.
예일대 연구진은 55 Cancri e라는 행성을 찾았는데, 여기는 물이나 화강암이 아니라 다이아몬드로 덮였을 가능성이 있다고 한다. 이 행성은 지구의 두 배쯤 되는 크기에 질량은 여덟 배이다. 우리로부터 약 40광년 떨어져 있으며, 수성과 태양 사이의 거리보다 25배 가까운 곳에서 항성을 조석 고정 상태로 공전한다. NASA 고다드 우주비행센터에 따르면 표면 온도는 화씨 약 9,200도에 이른다. 이 행성의 가치는 약 26.9 논일리언(10의 30제곱) 달러로 추산된다.
2020년 미국천문학회에 실린 연구는 탄소 대 산소 비율이 높은 항성 주변, 곧 규산염보다 탄화물이 우세한 환경에서 ‘다이아몬드 행성’이 형성될 가능성을 제시한다. 실험실 시뮬레이션에서는 압력 50기가파스칼 이상, 온도 최대 2,500켈빈에서 탄화규소(SiC)가 이산화규소(실리카)와 다이아몬드로 전환되는 것이 확인됐다. 이런 과정은 약 1,200광년 떨어진 탄소가 풍부하고 과열된 목성형 외계행성 WASP-12b, 명왕성의 위성 카론, 그리고 다이아몬드가 비처럼 내릴 수 있는 토성과 목성의 대기에도 적용될 수 있다.
지금으로부터 약 100년 후, 인류는 화성과 목성 사이를 도는 태양 주위의 소행성들로 매일 로켓을 보내어, 다이아몬드는 아니더라도 미래의 기계에 필수적인 희귀 원소들을 채굴하게 될 것이다. 그 자원을 가장 효율적으로 채취할 수 있는 나라가 세계 경제의 주도권을 쥐게 될 것이다.
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(먼저 집필한 영어 원문)
The Planet Made of Diamonds
The universe can be wild, yet it runs on simple laws, and its common elements (hydrogen, helium, oxygen, and carbon) become extraordinary when conditions align. On Earth, diamonds appear when carbon endures immense pressure for long ages, which is why they are rare here. In space, violence is ordinary, so the pressures and heat that forge treasures are everywhere, hinting at a cosmos rich beyond measure. Asteroids may be worth billions, helium carries vast energy promise, and water scattered through the void could help carry human life outward.
This promise has accelerated interest in space mining, strengthened by the 2015 U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act, Public Law 114-90 put forth by the Obama Administration, which opened resource extraction to private companies. Of course, this law was originally meant to allow the mining of elemental resources on the Moon, Mars, and the asteroids between Mars and Jupiter.
Yet the growing interest has driven scientists to look far deeper into space, toward realms humanity will not reach for at least a thousand years. Yale researchers in 2012 found 55 Cancri e, a world that may be sheathed in diamond rather than water or granite. This super Earth is roughly twice Earth’s size and eight times its mass, lies about 40 light years away, orbits in a tight tidal lock 25 times closer to its star than Mercury is to our Sun, and blazes near 9,200 degrees Fahrenheit, according to NASA’s Goddard Space Flight Center. In sheer thought-experiment terms, its wealth has been pegged at about 26.9 nonillion dollars.
A 2020 study in the American Astronomical Society outlined how diamond planets likely form around stars with high carbon to oxygen ratios, where carbides dominate over silicates. Laboratory simulations showed that above 50 gigapascals and up to 2,500 kelvin, silicon carbide transforms into silica and diamond, a process that may also touch places like Charon, Pluto’s moon, the carbon rich hot Jupiter WASP-12b some 1,200 light years away, and even the atmospheres of Saturn and Jupiter, where diamonds may fall as rain.
About a hundred years from now, people will send rockets to the asteroids orbiting the sun between Mars and Jupiter, mining them for rare elements essential to the machines of the future, if not for gold itself. The nation that learns to harvest them best will hold the upper hand in the global economy.