1. oldal
A 18. században az ismert bolygókat (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz) tanulmányozó csillagászok felfigyeltek arra, hogy az égitestek egymáshoz viszonyított távolságában szabályszerűség állapítható meg. A Titius–Bode-szabály alapvetése szerint kifelé haladva minden bolygó nagyjából kétszer messzebb van a Naptól, mint csillagunkhoz közelebb eső szomszédja.
A hipotézis megerősítést nyert az Uránusz felfedezésekor, a Neptunusz pályáját azonban már nem sikerült vele megjósolni. A feltárt szabályszerűség ennek ellenére a belsőbb bolygókra fennáll, és hátterében vélhetően az égitestek rezonáns pályái állnak. Az elmúlt években felfedezett bolygórendszerek tanulmányozása alapján úgy tűnik, hogy a mértani rend más rendszerekben is érvényesülhet, az 55 Cancri rendszerében például két, korábban ismeretlen bolygó helyét sikerült pontosan megjósolni általa.
A Titius–Bode-szabály a Napendszerben is fontos felfedezésekhez vezetett, hiszen az Uránusz pályájának pontos megjóslása mellett arra is felhívta a figyelmet, hogy a Mars és a Jupiter között egy, a sorból kilógó, túlságosan nagy rés található. A csillagászok idővel aztán rájöttek, hogy a rés nem üres, hanem számtalan apróbb égitest kering benne. A kisbolygóövnek nevezett régióról azóta az is kiderült, hogy az kivételes lehetőséget kínálhat a Naprendszer múltjának megismerésére, és talán fajunk jövőjének biztosítására is.
A kisbolygóöv néhány nagyobb égitest mellett több millió apró objektumból áll össze. A Ceres, a Vesta, a Juno, a Pallas, az Ida, a Hygiea és néhány más társuk teszik ki az öv teljes tömegének felét. A Ceres törpebolygó egyedül magában hordozza a kisbolygóövben található anyag harmadát. A régió több mint 200 darab 100 kilométernél nagyobb átmérőjű égitestet, és 0,7–1,7 millió 1 kilométeresnél kisebb objektumot tartalmaz.
A kisbolygóöv össztömegét 2,8–3,2 trillió tonnára becsülik a csillagászok, ami a Hold tömegének alig 4 százaléka. Míg az itt található égitestek java döntően kőből áll, akad köztük néhány fémekben, vasban vagy nikkelben gazdag példány is, valamint kőzetek, fémek, illetve szénben bővelkedő anyagok változatos keverékéből álló égitestek is. A régió Naptól távolabb eső részein található égitestek rendszerint több vízjeget és illékony anyagot tartalmaznak, mint a közeliek.
A kisbolygóövben található égitestek nagy száma ellenére a régió rendkívül kihalt helynek számít, hiszen viszonylag kis tömeg van szétszórva egy óriási térrészben. A területen az égitestek közti átlagos távolság nagyjából 965 ezer kilométer (durván két és félszerese a Föld–Hold-távolságnak). A kisbolygóöv tehát a valóságban egyáltalán nem hasonlít a róla készült ábrázolásokra, amelyek egy törmelékkel teli gyűrűt mutatnak, amelyen kihívás sérülések nélkül átvezetni egy űrjárművet. A számítások szerint annak az esélye, hogy egy áthaladó szonda beleütközik a kisbolygóöv egyik objektumába kevesebb mint egy a milliárdhoz.
További érdekesség, hogy a kisbolygóöv égitestjeinek eloszlása nem egyenletes, hanem a központi populáció gyűrűkbe rendeződik. A gyűrűk között üres térrészek, úgynevezett Kirkwood-rések találhatók, amelyek a Szaturnusz gyűrűi közti résekhez hasonló tagolják a régiót. A gyűrűket alkotó égitestek feltehetően a Jupiter gravitációjának hatására, a gázóriással rezonáns pályákra állva különültek el a többi gyűrűben található társaiktól.
A kisbolygóövről sokáig azt hitték a kutatók, hogy az egy bolygó törmeléke, amely egykor a Mars és a Jupiter között keringett. Ezt az elméletet elsőként Heinrich Olbers fogalmazta meg a 19. század elején, miután felfedezte a Pallas és a Vesta aszteroidákat, az elképzeléssel azonban több probléma is akad. Egyrészt ahhoz, hogy egy bolygó teljes mértékben törmelékké váljon, olyan elképesztő energiákra lenne szükség, amelyek forrására nem kínálkozik ésszerű magyarázat.
2. oldal
A másik gond, hogy a kisbolygóöv tömege túl kicsi ahhoz, hogy abból egy méretesebb égitestet össze lehessen rakni. Annak esélye pedig, hogy egy kicsi objektum megsemmisítő ütközésbe keveredett, még kisebb, mint egy bolygó esetében lenne. A harmadik nagyobb probléma pedig az, hogy a kisbolygóöv égitestjei annyira sokfélék összetételüket tekintve, hogy nagyon valószínűtlennek tűnik, hogy valaha is egy egységhez tartoztak.
Napjainkban a tudományos konszenzus az, hogy a kisbolygóöv égitestjei sosem álltak össze egy nagyobb objektummá, hanem éppen ellenkezőleg, a Naprendszer hajnaláról visszamaradt törmelékből állnak. A széles körben elfogadott elméletek szerint rendszerünk első néhány millió évében a Napot körülvevő anyagkorongban az anyag kisebb csomókba állt össze. Ezek a csomók aztán vagy még több anyagot gyűjtöttek magukba, vagy többen összeálltak, és így jöttek létre a bolygók.
A kisbolygóöv régiójára azonban olyan erős zavaró hatást fejtett ki a formálódó majd elkészült Jupiter gravitációja, hogy abban nem tudtak nagyobb égitestek létrejönni. A kisebb csomókból képződött objektumom így tovább keringtek a Nap körül, néha egymással ütközve, néha összeállva, és közülük csak egy, a Ceres tudott akkorára megnőni, hogy a kialakuló hidrosztatikai egyensúly nyomán gömb alakot vett fel.
Bár az aszteroidaöv tagjai a Naprendszer hajnalán jöttek létre, az ott található kisbolygók nem tekinthetők időkapszuláknak vagy primordiális mintáknak. A régióban egykor létrejött objektumok jelentős változásokon mentek át az elmúlt több mint 4 milliárd évben. Belsejük felhevült, felszínük megolvadt az ütközések nyomán, valamint a kisebb becsapódások, a napszél és a kozmikus sugárzás is átformálta őket.
A szakértők továbbá egyetértenek abban, hogy kisbolygóöv napjainkban csak eredeti tömege töredékét tartalmazza. A számítógépes szimulációk tanúsága szerint a régióban egykor akár a Föld tömegének megfelelő mennyiségű anyag is keringhetett, ennek java azonban a gravitációs hatások nyomán az első egymillió év során kidobódott az övből, amelyben az eredeti tömeg mindössze 0,1 százaléka maradt vissza.
Amikor a kisbolygóöv létrejött, a Naprendszer hóhatára 2,7 csillagászati egységre húzódott a Naptól, vagyis az ezen túl formálódott aszteroidák magukon fagyott állapotú vizet tudtak megkötni. Egyes teóriák szerint a hóhatáron túl keletkezett, majd a gravitációs perturbációk eredményeként pályájukról kibillentett kisbolygóknak köszönhető a földi vízkészlet java.
A kisbolygóöv 2,2–3,2 csillagászati egységre húzódik a Naptól, vagyis az öv vastagsága nagyjából a Nap–Föld-távolságnak felel meg. Bár a régió nincs messze bolygónktól, kietlensége miatt nehezen kutatható. A Külső-Naprendszer felfedezésére küldött szondák jelentős része ugyan áthaladt a területen, de rendszerint nem nagyon közelítette meg az ottani objektumokat.
Eddig mindössze három olyan küldetés (NEAR, Hajabusza, Dawn) indult útjára, amelynek célja a kisbolygóöv konkrét égitestjeinek tüzetesebb megismerése volt. Közülük Dawn 2011–2012 között a Vestát vizsgálta, 2015 februárja óta pedig a Ceres törpebolygót tanulmányozza. A látszólagos érdektelenség azonban rövidesen megváltozhat, hiszen egyre többen fontolgatják, hogy szondákat küldenek a ritkán „lakott”, de a feltevések szerint értékes erőforrásokat tartogató régióba az ott található kincsek bányászására.
