עוד לפני שחללית נכנסה למסלול סביב אסטרואיד, היה לאסטרונומים מושג טוב ממה עשויים האסטרואידים. בטלסקופים הם יכלו למדוד את הצבעים, את כושר החזרת האור ואת הספקטרום של אסטרואידים, ויחד עם נתוני מכ"ם, להעריך את התכונות המינרליות שלהם. בשיטות כאלה גילו האסטרונומים בשנות ה-70 וה-80 שהאסטרואידים מתחלקים לכמה קבוצות, שההרכב שלהן שונה. שלוש המחלקות הרחבות הן אסטרואידים סלעיים (S), עשירים במתכת (M) ופחמניים (C). הן נקראות "טיפוסים ספקטרליים", כי במקור הן הוגדרו לפי הספקטרום השונה של האסטרואידים. המדענים יכולים להשוות את הספקטרום של אסטרואידים לזה של מטאוריטים, וכך למדוד בעקיפין את ההרכב האמיתי שלהם.
באדיבות NASA
החגורה הראשית של האסטרואידים משתרעת מכ-2.1 עד כ-3.4 יחידות אסטרונומיות מהשמש. בתוך החגורה, שלושת הטיפוסים הספקטרליים מתרכזים במרחקים שונים מהשמש. בחצי הפנימי של החגורה שולטים האסטרואידים הסלעיים והעשירים במתכת. הם בהירים יחסית, ומחזירים 10% עד 20% מהאור שפוגע בהם, כמו סלעים מוכרים רבים בכדור הארץ. באזור הזה נמצאו גם כמה מחלקות קטנות נוספות. בהתפלגות האסטרואידים יש מרווחים, "מרווחי קירקווד", שנוצרים בגלל תהודה עם הפלנטה הענקית צדק: הם נמצאים במקומות שבהם היחס בין זמן ההקפה של אסטרואיד לזמן ההקפה של צדק הוא יחס בין שני מספרים שלמים קטנים (ראו 8.12, 8.13).
באמצע חגורת האסטרואידים, בסביבות 2.7 יחידות אסטרונומיות, עובר "קו הפיח": מעבר לו, ברוב האסטרואידים והשביטים שולטים מינרלים שחורים, עשירים בפחמן. כלומר, רוב הגופים הבין-פלנטריים שמעבר ל-2.7 יחידות אסטרונומיות שחורים, ומחזירים רק כ-4% מהאור שפוגע בהם. החומרים הפחמניים, דמויי הפיח, שמעורבים בגופים האלה, הם שגורמים לכושר ההחזרה הנמוך. גם שתי קבוצות האסטרואידים הטרויאנים שבמסלולו של צדק כהות כך, וכך גם גרעיני השביטים מחגורת קויפר ומענן אורט, רחוקים עוד יותר מהשמש. חלק מהגופים האלה במערכת השמש החיצונית הם בעצם חומים-כהים ולא שחורים, כנראה בגלל תרכובות אורגניות שצובעות אותם.
איפשהו בין 3 ל-4 יחידות אסטרונומיות עובר קו גבול חשוב נוסף, שפחות בולט במראה של האסטרואידים: "קו הכפור", שמעבר לו קרח מים יציב. אסטרואידים שמעבר למרחק הזה מכילים כנראה, מלבד הפיח השחור, גם כמויות גדולות של קרח. במילים אחרות, הם בעצם גרעינים של שביטים, גם אם הם לא פעילים. הם עשויים להפוך לשביטים פעילים אם יוסטו למסלולים שיביאו אותם למערכת השמש הפנימית, שם חום השמש יחמם את הקרח וישחרר גז ואבק. למעשה, רוב הגופים הבין-פלנטריים שמעבר ל-5 יחידות אסטרונומיות, גם אם הם רשומים בקטלוג כ"אסטרואידים", הם כנראה גרעינים של שביטים – או שביטים בכוח, עם הרבה קרח. ואכן, כמה גופים רחוקים שסווגו בתחילה כאסטרואידים, כמו 2060 כירון, במרחק 13.7 יחידות אסטרונומיות, פלטו מאוחר יותר "נשיפות" גז מסגירות, שהוכיחו שהם בעצם שביטים. אבל הכינוי הרשמי "אסטרואיד" נשאר, עד שנצפית פליטה של ממש, כמו אצל שביט.
ההרכב של האסטרואידים תלוי במרחק שלהם מהשמש. מכאן שהאסטרואידים לא התערבבו הרבה: הם נמצאים בערך במרחק שבו נוצרו. קרינת השמש נחלשת ביחס הפוך לריבוע המרחק, ולכן השפה הפנימית של החגורה מקבלת (3.4 / 2.1)2 ≈ 2.6 פעמים יותר קרינה מהשפה החיצונית. חלק מהגופים הקרובים ביותר לשמש התחממו עד שנתכו, החומר שלהם נפרד לשכבות, ונוצרה בהם ליבת ברזל. (את החום הזה לא סיפק אור השמש: מקורו העיקרי היה כנראה יסודות רדיואקטיביים קצרי חיים, כמו אלומיניום-26, שהיו נפוצים בראשית מערכת השמש). באסטרואידים רחוקים יותר מהשמש היו במקור חומר פחמני דמוי פיח, מולקולות מים ואפילו קרח. הם לא התחממו מספיק כדי שהסלע יתיך, אבל ממחקרים של המינרלים במטאוריטים פחמניים אנחנו יודעים שבחלק מהם הקרח נמס, ומים נוזליים חלחלו בסדקים שבסלע. עוד יותר רחוק מהשמש, הקרח נשאר מוצק, ונוצרו גרעיני שביטים. מנקודת המבט הזו, שביטים הם פשוט "אסטרואידים קפואים": הם נוצרו רחוק כל כך מהשמש, באזורים קרים כל כך, שנשמר בהם רוב הקרח המקורי, מעורב בחומר פחמני.
→ הסעיף הקודם: 8.15 צורת האסטרואידים | הסעיף הבא: 8.17 מבוא למטאוריטים ←