In der Neujahrsnacht 1801 entdeckte Giuseppe Piazzi (1746– 1826), der damalige Direktor der Sternwarte Palermo, den ersten Asteroiden: Ein Objekt änderte zwischen zwei Beobachtungen seine Position. Der veränderliche Körper entpuppte sich als kleiner Planet, und Piazzi nannte ihn Ceres, nach der Göttin der Vegetation und der Schutzheiligen Siziliens.
Die Asteroiden Mathilde, Gaspra und Ida (von links nach rechts) im gleichen Maßstab. (© NASA/JHUAPL)Die Vorgeschichte der Entdeckung der ersten Asteroiden ist – gerade aus deutscher Sicht – insofern interessant, da sie die Erkundung des Sonnensystems und die Entdeckung und Erforschung der Asteroiden nachhaltig beeinflusste. Im Jahre 1781 entdeckte William Herschel einen neuen Planeten, Uranus. Es gab also noch weitere Mitglieder in der Planetenfamilie. Die Forscher Johann Daniel Titius und Johann Elert Bode entwickelten eine einfache mathematische Formel, mit der sie die Abstände der Planetenbahnen von der Sonne beschrieben. Uranus passte dabei recht gut in diese so genannte Titius-Bode-Reihe[1], was anscheinend die Richtigkeit der Formel belegte. Nach dieser Regel wurde auch ein weiterer Planet zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter vorhergesagt, und den galt es zu finden.
Franz Xaver von Zach organisierte von der neuen Sternwarte bei Gotha aus die sogenannte „Himmelspolizey“: 24 Himmelszonen wurden von verschiedenen europäischen Sternwarten systematisch abgesucht um den vermeintlich fehlenden Planeten aufzuspüren. Die von Piazzi entdeckte Ceres hatte den vorher berechneten Abstand von der Sonne. War der fehlende Planet also gefunden? Nein, denn im Frühjahr 1802 entdeckte Heinrich Wilhelm Olbers in Bremen einen weiteren Planeten auf einer ähnlichen Bahn um die Sonne. Zwei Jahre später fand Karl Ludwig Harding in Lilienthal noch einen und schließlich entdeckte 1807 wieder Olbers schon den vierten; sie wurden Pallas, Juno und Vesta getauft. Alle vier waren viel zu klein, um dem bloßen Auge beobachtbar zu sein. Also doch kein Planet?
Aber woher kamen diese kleinen Objekte? Schnell wurde klar, es müssen Bruchstücke eines größeren Körpers sein, der irgendwie zerstört wurde. Allerdings wissen wir heute, dass sich nie ein größerer Planet zwischen Mars und Jupiter gebildet hat. Die Theorie der Entstehung und frühen Entwicklung des Planetensystems besagt, dass sich die Planeten nicht dort gebildet haben, wo wir sie heute finden, sondern dass sie nach ihrer Entstehung „gewandert“ sind. Der Grund hierfür waren die Wechselwirkungen der rasch wachsenden Planeten mit dem Rest an Gas der Akkretionsscheibe um die Sonne und gegenseitige Schwerkraftwirkung, besonders der großen Objekte Jupiter und Saturn. Die Titius-Bodesche Reihe hat demnach keine erkennbare physikalische Bedeutung. Dennoch hat diese Zahlenreihe zur intensiven Suche nach Planeten geführt, was die Entdeckung der Asteroiden zur Folge hatte.
Es dauerte fast 40 Jahre, bis noch mehr Asteroiden entdeckt wurden, dann aber kamen schnell weitere dazu. Ende des 19. Jahrhunderts waren schon mehr als 300 bekannt. Im Jahre 2020 kennen wir etwa 960.000 Asteroiden, die meisten davon befinden sich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter im sogenannten Asteroidengürtel. Nach unseren heutigen Kenntnissen liegt die Herkunft der meisten Asteroiden in Kollisionen zwischen den ursprünglichen „Bausteinen“ der Planeten. Vor 4,6 Milliarden Jahren war die Sonne noch von einer rotierenden Scheibe aus Gas, Eis und Staub umgeben. Staubteilchen klumpten zu Staubflocken zusammen, die sich wieder zu größeren Teilchen vereinigten. Nach Millionen Jahren haben sich kilometergroße Objekte gebildet, die sogenannten Planetesimale, die Bausteine der Planeten. Kollisionen zwischen Planetesimalen und dem Restmaterial der Gas- und Staubscheibe führten nach ungefähr 10 bis 100 Millionen Jahren zur Bildung von Planeten. Die Asteroiden und Kometen sind die Überreste dieses Prozesses.
[1] Die Titius-Bodesche Regel ist eine simple mathematische Reihe, aus der sich recht genau die Abstände der Planeten zur Sonne ergeben – und aus der sich für die Region zwischen Mars und Jupiter ein „fehlender“ Planet postulieren ließ. Sie wurde von Johann Daniel Titius (1729 –1796) und Johann Elert Bode (1747–1826) gegen Ende des 18. Jahrhunderts aufgestellt. Eine ähnlich einfache Reihe (Venus: kein Mond, Erde: ein Mond, Mars: zwei Monde, Jupiter: vier Monde) führte bereits 100 Jahre vor der Entdeckung der Marsmonde im Jahre 1877 durch Asaph Hall (1829 –1907) dazu, dass Jonathan Swift (1667–1745) in seinem Buch Gullivers Reisen von zwei Marsmonden sprach. Allderdings sind weder die Titius-Bodesche Regel noch die Regel zur Anzahl von Monden an den einzelnen Planeten universell gültig.