Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс шириной 100–300 миллионов километров, образованный несколькими десятками тысяч каменистых тел – астероидов. Они обращаются вокруг Солнца, проходя свою орбиту за 3–6 лет. Большая часть из них неправильной формы с размерами от нескольких сантиметров до 100 километров. Существует две гипотезы происхождения астероидов. По одной гипотезе, астероиды – это остатки планеты, расколовшейся в результате некой катастрофы – например, столкновения с другим массивным телом. Эта гипотетическая планета получила название Фаэтон. О времени ее разрушения, как утверждают сторонники гипотезы, свидетельствует Луна: 4 миллиарда лет назад на нее обрушился шквал обломков Фаэтона, отчего образовались гигантские ударные кратеры диаметром до 1000 километров. Такие же обломки летели и к Земле, но они разрушились в ее плотной атмосфере. Сторонники другой гипотезы происхождения астероидов считают их своего рода планетами, оказавшимися на их нынешних орбитах из-за интенсивных гравитационных процессов вблизи Юпитера.

Имена героев Троянской войны носят представители двух групп астероидов, не входящих в основной пояс астероидов, а обращающихся вокруг Солнца на таком же расстоянии, что и Юпитер, причем их расстояния от Солнца и от Юпитера равны между собой, а периоды обращения равны периоду обращения Юпитера. В настоящее время известно более 1000 таких астероидов, называемых троянцами. Половина из них движется на 60 угловых градусов впереди Юпитера, а другая половина – на таком же расстоянии позади. В первую группу входят «греки» Агамемнон, Ахиллес, Аякс, Диомед, Менелай и др., во вторую – «троянцы» Приам, Эней, Анхис, Гелен, Агенор и др.

Правило Тициуса – Боде отражает эмпирически установленную немецким физиком и математиком И. Д. Тициусом (1729–1796) и получившую всеобщую известность благодаря работам директора Берлинской обсерватории И. Э. Боде (1747–1826) зависимость между расстояниями планет от Солнца. По правилу Боде – Тициуса, выраженные в астрономических единицах расстояния Меркурия, Венеры, Земли, Марса, средней части кольца астероидов, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона от Солнца (Нептун выпадает из этой зависимости) получаются следующим образом. К каждому числу последовательности 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384, образующей, начиная с 3, геометрическую прогрессию, прибавляется число 4, а затем все числа делятся на 10. Полученная новая последовательность чисел: 0,4; 0,7; 1,0; 1,6; 2,8; 5,2; 10,0; 19,6; 38,8 – представляет расстояния от Солнца (в астрономических единицах) перечисленных тел Солнечной системы. Как выполняется это правило, можно проиллюстрировать нижеприведенной таблицей, в которой КА – кольцо астероидов, а R и 11ф – теоретическое (соответствующее правилу Тициуса – Боде) и фактическое среднее расстояние объекта от Солнца (табл. 1).

Таблица 1

Удовлетворительного теоретического объяснения этой эмпирической зависимости пока нет.

Отсутствие между Марсом и Юпитером планеты, соответствующей пятому члену лежащей в основе правила Тициуса – Боде последовательности, заставило астрономов предпринять специальный поиск. Пытаясь отыскать недостающую планету, итальянский астроном Джузеппе Пьяцци 1 января 1801 года открыл первый астероид, получивший имя Церера (в честь римской богини земледелия и плодородия).

В период с 1801 по 1891 год было открыто всего около 200 астероидов. C началом применения фотографии (в 1891 году) их стали открывать в большом количестве. К началу 1987 года было известно уже около 3500 астероидов. Частота открытия астероидов опять значительно возросла в 1990-е годы – благодаря специальным программам их поиска с использованием автоматических телескопов. К концу 2000 года было обнаружено более 100 тысяч астероидов, точно определены орбиты около 20 тысяч астероидов, 8 тысячам из которых присвоены собственные имена.

Самым большим из астероидов основного пояса (между орбитами Марса и Юпитера) является Церера. Он имеет 960 километров в диаметре и массу почти в квинтиллион (миллиард миллиардов) тонн. Масса Цереры составляет около трети общей массы всех астероидов основного пояса. Цереру считали также и рекордсменом среди всех астероидов Солнечной системы, пока в июне 2002 года в поясе Койпера (за орбитой Нептуна) не был открыт астероид Квавар, диаметр которого составляет около 1250 километров. В ноябре 2003 года обнаружен еще один транснептуновый объект – Седна, диаметр которого, по оценкам открывателей, «не больше, но и не сильно меньше 1700 километров». В феврале 2004 года последовало открытие еще одного крупного транснептунового объекта – 2004 DW, диаметр которого может достигать 1800 километров. Окончательно вопрос о самом большом астероиде Солнечной системы запутался 24 августа 2006 года, когда Международный астрономический союз принял решение считать вышеперечисленные небесные тела, а также ряд других объектов (пока точно не установленных) основного пояса астероидов и пояса Койпера не астероидами, а карликовыми планетами.

По химическому составу астероиды основного пояса подразделяют на три основные группы: углеродные, песчаные и металлические. Углеродные астероиды составляют около 75 процентов общего количества астероидов, песчаные – около 17 процентов. Меньше всего астероидов, состоящих из металлов. Углеродные астероиды сосредоточены в основном на внешней стороне пояса, песчаные находятся во внутренней зоне, а металлические – в центральной зоне пояса.

Самым черным из известных астероидов основного пояса является Матильда – «камешек» поперечником около 50 километров, обращающийся вокруг Солнца по орбите со средним радиусом 394 миллиона километров. Открыт он в 1885 году и получил свое название в честь жены Морица Лоеви, тогдашнего вице-директора Парижской обсерватории. Поверхность астероида вдвое темнее угля, от нее отражается всего 3–4 процента падающего солнечного света.

Шкала опасности астероидов, принятая Международным астрономическим союзом, градуирована от 0 до 10 баллов. Ноль получает астероид, орбита которого хотя и пересекается с орбитой Земли, но у него нет никаких шансов на столкновение. Десяткой отмечается астероид, падение которого может привести к глобальной климатической катастрофе. Среди примерно 2000 астероидов поперечником более километра, пересекающих орбиту Земли, все «нулевые».

Астероиды сейчас изучают главным образом с точки зрения опасности, которую они могут нести человечеству. Однако некоторые ученые считают, что пора присматриваться к ним и с точки зрения их возможной ценности. В качестве примера можно привести астероид Амон, известный астрономам также под номером NEO 33554. Амон имеет в поперечнике всего два километра, но целиком состоит из металлов. По сегодняшним ценам этот астероид содержит железа и никеля (причем не в виде руд, а в чистом самородном состоянии) на 8 триллионов долларов, кобальта – на 6 триллионов, металлов платиновой группы – тоже примерно на 6 триллионов.