Pluton, dziewiąta planeta od Słońca, to zimny, ciemny glob, dla którego Słońce stanowi jedynie jasną gwiazdę na niebie. Pluton jest mniejszy od Księżyca. Ma rzadką atmosferę, która tworzy się, gdy planeta zbliży się do Słońca, lecz ponownie zamarza, gdy planeta się oddala. Pluton krąży po mocno wydłużonej orbicie; jej kąt nachylenia do ekliptyki jest większy niż w przypadku innych planet. Jedno okrążenie Słońca trwa 248,5 roku i w ciągu 20 lat z tego okresu Pluton znajduje się bliżej Słońca niż Neptun. Te cechy zdają się sugerować, że Pluton może być w rzeczywistości dużą planetoidą. Pluton jest planetą najbardziej oddaloną od Słońca i dlatego panują na nim najniższe temperatury. Jego eliptyczna orbita, którą obiega w ciągu 248,5 lat ziemskich, jest najdłuższą orbitą w Układzie Słonecznym. Pluton jest najmniejszą z dziewięciu planet i ma najmniejsze przyspiszenie grawitacyjne na powierzchni. Charon, jedyny księżyc Plutona, przypuszczalnie miał kiedyś podobny skład jak Pluton. Jednakże obecnie Charon jest pokryty głównie ciemnym lodem wod-nym, podczas gdy Pluton - jasnym lodem metanowym. Niewykluczone, że silniejsze pole grawitacyjne Plutona przyciągnęło z Charona cząsteczki metanu. Tak jak wszystkie ciała pozostające w układach orbitalnych, Pluton i Charon krążą wokół wspólnego środka masy. Jak na satelitę, Charon jest wyjątkowo duży - jego średnica wynosi w przybliżeniu połowę średnicy Plutona i zawiera się w nim 12 % masy całego układu. Środek masy układu położony jest poza Plutonem. Wszystkie ciała, należące do układu poruszającego się pod wpływem wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego, krążą dokoła wspólnego środka masy. W układzie Ziemia-Księżyc środek masy leży w odległości 4748 km od środka Ziemi, czyli jeszcze pod jej powierzchnią. W przypadku Układu Słonecznego środek masy leży około 300 000 km poza powierzchnią Słońca i nieustannie się przesuwa w miarę zmian pozycji planet. Orbita Plutona nachylona jest pod kątem 17o do płaszczyzny ekliptyki, to znaczy płaszczyzny, w której leży orbita Ziemi. Kąty nachylenia orbit innych planet są o wiele mniejsze. W efekcie w pewnym punkcie orbity Pluton oddala się od płaszczyzny ekliptyki na 1,25 miliarda kilometrów, co odpowiada mniej więcej odległości Saturna od Słońca. Obserwowane zaburzenia orbit Urana i Neptuna wymagają, aby ich źródłem była planeta o masie 6 - 7 razy większej niż masa Ziemi, tymczasem Tombaugh odkrył planetę znacznie mniejszą, o jasności zaledwie +15m. Szukał zatem usilnie dalej ciała większego, jednak nic nie udało mu się znaleźć, mimo iż według jego słów, teleskop, którego używał, pozwalał na odkrycie planety wielkości Ziemi, znajdującej się nawet w odległości 100 AU od Słońca. Niezgodności między masą Plutona i wielkością zaburzeń w orbitach Urana i Neptuna można objaśnić dwojako: albo za Neptunem obiega Słońce jeszcze jedna planeta i odkrycie Plutona było szczęśliwym zbiegiem okoliczności, albo wartości zaburzeń w orbitach Urana i Neptuna wynikają z błędów obserwacji. Pluton jest najdalszą znaną planetą w Układzie Słonecznym. Jego średnia odległość od Słońca wynosi niemal 40 AU, a okres obiegu 246,31 roku. Obserwowany ruch planety na niebie pomiędzy gwiazdami jest bardzo wolny. W ciągu roku Pluton przesuwa się nieco więcej niż o stopień. Orbita Plutona znacznie się różni od orbit pozostałych planet - jest najbardziej spłaszczona, o mimośrodzie 0,2459 i tworzy z ekliptyką największy kąt, równy 17,1°. Chociaż Pluton jest najdalszą planetą, to część jego orbity w pobliżu peryhelium leży wewnątrz orbity Neptuna. Gdyby orbita Plutona leżała w płaszczyźnie orbity Neptuna, ich tory by się przecinały, a planety wcześniej czy później musiałyby się zderzyć. W rzeczywistości jednak przecinają się jedynie rzuty ich orbit na płaszczyznę ekliptyki, a w punktach przecięcia tych rzutów planety są dostatecznie od siebie odległe, tak że do ich zderzenia, a nawet silniejszego oddziaływania grawitacyjnego nigdy nie dojdzie. W peryhelium znajdzie się Pluton w roku 1989. W części swej orbity od stycznia 1979 roku aż do roku 1999 Pluton porusza się bliżej Słońca niż Neptun. Najdalej od Słońca, w aphelium, Pluton będzie w roku 2113, natomiast w pozycji, w której został odkryty przez Tombaugha, dopiero w roku 2178. Regularnie powtarzające się nieznaczne wahania jasności Plutona pozwoliły na stosunkowo dokładne wyznaczenie okresu obrotu planety, wynoszącego 6,3868 dnia. Płaszczyzna równika planety tworzy z płaszczyzną jego orbity kąt 57°. Nawet w największych teleskopach Pluton przedstawia się jako niezbyt jasna plamka +14,8m. O jego kształcie, a także na temat powierzchni planety nie możemy w gruncie rzeczy nic powiedzieć. Temperatura na powierzchni Plutona wynosi -230°C. Przy takiej temperaturze w stanie gazowym pozostaje tylko wodór, hel, metan i neon. Rozmiary, masa i budowa Plutona są od samego momentu jego odkrycia przedmiotem licznych dyskusji. Wydaje się jednak, że rok 1978 odsłonił nieco tajemnic planety. W lipcu 1978 roku James Christy, astronom z Obserwatorium Morskiego w Waszyngtonie, odkrył na fotografiach Plutona, wykonanych w obserwatorium Flagstaff teleskopem o średnicy zwierciadła 155 cm, księżyc planety. Okrągły obraz Plutona jest na zdjęciach wyraźnie rozciągnięty z jednej strony. Podobną deformację obrazu Plutona stwierdził dodatkowo Christy na zdjęciach z roku 1965 i 1970. Zdeformowany obraz Plutona astronomowie dotychczas przypisywali defektom w emulsji fotograficznej. Istnienie księżyca zostało jednak wkrótce potwierdzone na fotografiach uzyskanych czterometrowym teleskopem z obserwatorium w Cerro Tololo w Chile. Interpretacja obserwacji fotometrycznych Plutona, tym razem łącznie z jego księżycem, radykalnie zmieniała nasze wyobrażenie o planecie. Okazało się, że średnica Plutona wynosi 2400 km, a średnia gęstość 1,5 g/cm3, a nie 4,5 g/cm3. Pluton jest zatem mniejszy od naszego Księżyca. Chociaż w sposób bezpośredni nie możemy wykonać badań geologicznych planety, to jednak potrafimy na drodze teoretycznej wyrobić sobie pogląd na najbardziej prawdopodobną jej budowę i skład chemiczny. Korzystamy przy tym z naszej wiedzy o fizyczno-chemicznych właściwościach materii, z której planeta powstała, i o własnościach przestrzeni, w której się porusza. Obecnie najlepiej objaśnia wielkość Plutona, jego masę i zdolność odbijającą model z jądrem zbudowanym ze skał krzemowych, otoczonych warstwą lodu i zestalonego metanu. Średnica jądra wynosi około 1200 km, a masa jego stanowi około 1/4 masy planety. Jądro otacza warstwa lodu o grubości 550 km. Powierzchnię planety tworzy warstwa zestalonego metanu o grubości 50 km, stanowiąca tylko 3% całej masy planety. Atmosfera Plutona jest bardzo rozrzedzona i składa się głównie z metanu w stanie gazowym. Przy bardzo niskiej prędkości ucieczki z powierzchni planety, metan nieustannie ucieka do przestrzeni międzyplanetarnej. Księżyc Plutona został nazwany przez Christiego Charonem dla upamiętnienia mitologicznego przewoźnika, który za opłatą przewoził dusze przez rzekę Acheron w świat pozagrobowy, gdzie bogiem był Pluton. Charon obiega Plutona w odległości siedmiu jego promieni w czasie równym okresowi obrotu planety. Znajduje się zatem stale nad tym samym miejscem powierzchni Plutona, jest to więc księżyc stacjonarny. Średnicę Charona oceniamy na 600 km, masę na 1,7 x 1020 kg, przy założeniu, że ma on identyczny skład chemiczny jak Pluton. Kształtu Charona nie znamy. Niezwykła orbita Plutona, jego rozmiary i albedo podobne do tego, jakie mają księżyce Neptuna, a także niecodzienne orbity księżyców Neptuna są podstawą interesującej hipotezy o pochodzeniu Plutona. Całkiem możliwe, że Pluton nie jest w ogóle w ścisłym tego słowa znaczeniu, lecz mógł być księżycem Neptuna. Według hipotezy Raymonda A. Lyttletona, Pluton pierwotnie obiegał Neptuna z okresem 6,4 dnia. Pewnego razu, przy bardzo ciasnym zbliżeniu do jednego z księżyców Neptuna - Trytona, siły grawitacyjne wyrzuciły Plutona z układu księżyców Neptuna na własną orbitę wokółsłoneczną. Powstałe siły przypływowe mogły równocześnie oderwać część materii Plutona, tworząc z niej jego satelitę Charona. Ale również Tryton, trzykrotnie większy od Plutona, nie wyszedł z tego zbliżenia bez szwanku. Jego pierwotna orbita zmieniła się na orbitę, po której ruch księżyca jest wsteczny. Inną hipotezę o oderwaniu Plutona z układu księżyców Neptuna wysunęli dwaj astronomowie - T. C. VanFlandern i R. S. Harrington. Według nich, przyczyną zmiany orbit Plutona i Trytona mogła być nieznana planeta, 3 - 4 razy masywniejsza od Ziemi. Ta hipotetyczna planeta w swojej drodze wokół Słońca znacznie się zbliżyła do Neptuna, przy czym jej orbita także uległa znacznym zmianom, a ona sama jest obecnie odległa od Słońca o 50 - 100 AU. Jeśli taka planeta rzeczywiście istnieje, na podstawie zaburzeń w ruchu Neptuna należałoby przypuszczać, że znajduje się gdzieś na tle gwiazdozbiorów Koziorożca, Wodnika lub Ryb. Nie jest jednak wykluczone, że Pluton i inne ciała do niego podobne są pierwotnym budulcem, który nie został zużyty przy formowaniu się planety. Do tej grupy ciał należy zapewne i Chiron, planetoida o dziwacznej orbicie, nieco przypominającej orbitę Plutona, odkryta w 1978 roku przez Charlesa Kowala. Chiron porusza się na ogół poza orbitą Saturna, lecz część jego orbity leży wewnątrz orbity Saturna, podobnie jak część orbity Plutona leży wewnątrz orbity Neptuna. Odległość Chirona od Słońca w peryhelium wynosi 8,5 AU, w aphelium 18,9 AU. Słońce obiega on w średniej odległości 13,7 AU, po orbicie eliptycznej o mimośrodzie 0,38, nachylonej do ekliptyki pod kątem 6,9°. Okres obiegu Chirona wynosi 50,7 roku, a maksymalna średnica - około 800 km. Pod względem składu należy do ciemnych chondrytów węglowych.