太阳系中约有50万颗小行星围绕太阳公转，它们的体积很小，追踪它们可不是件容易的事。迄今为止，登记在册的小行星仅有8000多颗，其中谷神星是人类最早发现的一批小行星中最大的一颗。

1801年，意大利天文学家朱塞普·皮亚齐在观测星空时，一个非常微弱的光点引起了他的注意，凭借经验，他认为这是一颗没有被记录的星体，于是将它命名为“谷神星”。接下来的几个星期，他观测并记录了星体位置的变化，发现它移动的速度很慢，不像彗星而像一颗行星。不幸的是，皮亚齐突然病重，不得不停止了观测。数月后，皮亚齐大病初愈，他赶忙来到望远镜旁，夜空中早已找不到谷神星的“踪迹”，它似乎消失在了茫茫宇宙中。皮亚齐便将自己观测的数据公布出来，希望全世界的天文学家能一起寻找。

天文学家都无法靠观测来确定出谷神星的轨道，他们便寻求数学家的帮助。当时，24岁的高斯听说了这个难题，便着手研究。在接下来3个月的时间里，高斯紧张而有效率地工作着。功夫不负有心人，高斯通过研究皮亚齐的观测数据，发明了一种只需要几次观测数据便能计算出星体轨道的新方法。经过复杂的计算，高斯成功预测出了谷神星的运行轨迹（几乎是圆形），像一颗行星，同时他还计算出了它与太阳之间的距离。当谷神星在几个月后被重新发现时，它所处的位置与高斯预测的几乎完全一致，高斯在当时的科学界获得了当之无愧的声誉。

在寻找谷神星的过程中，高斯对天文学产生了浓厚的兴趣，他接受了哥廷根大学天文学教授的职务。高斯对待天文工作极其认真，多次改进观测仪器，每个宁静、晴朗的夜晚，高斯会使用望远镜瞭望夜空，探索宇宙的奥妙。后来，高斯将行星轨道的计算方法等汇总成一本著作《天体运动论》，这是一本关于天体运动理论的重要著作。