ヴィルヘルム・オルバース
オルバースはこれらを単一の惑星が破壊されたものではないかとの説を唱えた(後述の#小惑星の発見とオルバースの仮説の節を参照)。 また、6つの彗星を発見した。うち1815年に発見された彗星はおよそ70年の公転周期をもつ周期彗星であり、オルバース彗星 (13P/Olbers) として知られる。
オルバースは一連の小惑星の探索を通じて、シュレーター、フォン・ツァッハのほか、当時20代の青年で、後に天文学者としてだけでなく数学者としても名声を馳せるカール・フリードリヒ・ガウスとも親密な交流を持つことになった。オルバースの観測からガウスが軌道計算を行い、またガウスの予測からオルバースが観測を行うという相互の関係が続いた。 シューマハー、ハーディング、エンケといった同時代のドイツの天文学者とも交流を持ち、特に、1804年、20歳そこそこのフリードリヒ・ヴィルヘルム・ベッセルがハレー彗星の改良された軌道計算結果をオルバースに送ったときには、彼の卓越した数学的才能を見出だし、学術界に紹介するとともに貿易商社の徒弟であった彼にリリエンタール天文台の助手の地位を手配した。
1784年にはブレーメン博物館協会 (Bremer Museumsgesellschaft) の会員に選ばれ、1789年から1831年まで理事を務めた。ここでは天文学や気象などに関する多数の講演を行った(医学に関する講演は1度きりだった)。 1804年には、ロンドンの王立協会フェローにも選出された。 ブレーメンがナポレオンの占領下となった1811年には、ブレーメンの代表としてパリを訪ねた。
医師となった当初は多忙となったが、その後、ブレーメン近郊リリエンタール (英語版:Lilienthal) にヨーロッパで最大級の私設天文台リリエンタール天文台を有し、リリエンタールの執政官でもあった天文学者シュレーターと親交を深め、以後長年に渡って協力し合った。 学生時代に編み出していた彗星の放物線軌道の決定法は、それまで用いられていた方法より簡明で、フォン・ツァッハの手引きで1797年になって公刊された。これはオルバースの名声を高め、この方法は以降20世紀まで広く用いられるものとなった。
1799年には、ブレーメン聖ペトリ大聖堂のそば、ザント通り (Sandstraße) にあった自宅上階の2つの大きな出窓を改造して、口径約10センチメートルのドロンド製屈折望遠鏡やシュレーターの反射望遠鏡、六分儀などを備えた観測施設とした。 睡眠時間を削って観測を行い、毎日4時間以上寝ることはなかったという。
このころ、火星と木星の間には未発見の惑星があるとの推測がなされ、熱心で広範な探索が始まっていた。 1801年にシチリアのピアッツィが発見した天体ケレス (Ceres) をオルバースらが再発見した後、自身で1802年に同じ小惑星帯の新天体パラス (Pallas) を、さらに1807年にはベスタ (Vesta) を発見した。 これらは19世紀初頭に相次いで発見された最初の4つの小惑星のうちの2つであり、当時は新たな惑星とみなされた。
仮説が正しければ、さらに類似した軌道の天体が多数発見されるものとオルバースは考え、その軌道を推定した。 実際、1804年にはハーディングにより3番目の小惑星ジュノー(ユノー) ((3) Juno) が発見され、オルバース自身も1807年3月29日にベスタ ((4) Vesta) を発見した。ベスタはオルバースがそれまでの3小惑星の軌道が接近すると考えたところから見出だされたものだった。その後、オルバースは1817年頃まで精力的に新天体の探索を続けたが、オルバースによっても他の観測者によっても新たな発見はなかった。19世紀前半のしばらくの間、これら4つの天体が太陽系で新たに発見され加わった惑星とみなされた。
オルバースの死後、1840年代になって5つ目以降の小天体が相次いで発見され、その後、これらの天体を表すのにウィリアム・ハーシェルの提案したアステロイド(asteroid, 小惑星)の名が一般に定着した。 オルバースが提唱した仮想惑星には名前が無かったが、後にファエトン (Phaëthon, Phaeton) とも呼ばれ、SFなどを含め人々の多くの想像力を掻き立ててきた。 ただし現在、小惑星帯の天体の成因は木星による摂動によってそもそも単一の惑星の形成が妨げられたためであるとの見方が有力である。