十九世紀四十年代奧本·勒維耶通過經典力學分析天王星軌道的攝動后預測了海王星的位置 。 十九世紀末天文學家根據對海王星的觀察推測有其他行星攝動天王星軌道 。 1906年羅威爾天文臺的創辦者帕西瓦爾·羅威爾開始搜索第九大行星——X行星 。 1909年羅威爾和威廉·亨利·皮克林提出了若干該天體可能處于的天球坐標 。 此項搜索一直持續到1916年羅威爾逝世為止， 但是沒有任何成果 。
帕西瓦爾·羅威爾在天文臺觀察金星 。 其實1915年3月19日的巡天已拍攝到了兩張帶有模糊的冥王星圖像的照片， 但是這些圖像并沒有被正確辨認出來 。
羅威爾的遺孀康斯坦斯·羅威爾企圖獲取天文臺中其夫所有的份額 。 湯博的任務是系統地成對拍攝夜空照片對X行星的搜索因由此產生的法律糾紛直至1929年才恢復 。 時任天文臺主管維斯托·斯里弗在看到克萊德·湯博的天文繪圖樣品后將搜索X行星的任務交給了當時僅24歲的湯博 。
湯博的任務是系統地成對拍攝的夜空照片， 并分析每對照片中位置變化的天體 。 湯博借助閃爍比對器快速調換感光干板搜索天體的位置變化或外觀變化 。 1930年2月18日湯博在經歷近一年的搜索后在當年1月23日與1月29日拍攝的照片中發現了一可能移動的天體 。 1月21日的一張質量不佳的照片確認了該天體的運動 。 在天文臺進一步拍攝了驗證照片后， 發現第九大行星的消息于1930年3月13日由電報發往哈佛大學天文臺 。
【冥王星的探索歷史是怎樣的？】發現第九大行星的消息轟動世界 。 羅威爾天文臺擁有對此天體的命名權并向全世界征集 。 英國11歲學童威妮夏·伯尼因其對古典神話的興趣建議以冥王普路托命名此行星 。 伯尼在與其祖父福爾克納·梅丹交談中提出了這個名字 。 該天體正式于1930年3月24日命名 。 普路托(Pluto)以全票通過 。 該命名于1930年5月1日公布 。 普路托(Pluto)獲選的部分原因是普路托的頭兩個字母（英語：PL）為帕西瓦爾·羅威爾的首字母縮寫 。
自發現冥王星后人們就因其模糊圖像懷疑冥王星不是羅威爾所設想的X行星 。 二十世紀以來冥王星質量的估計值在逐步縮小 。 1978年冥衛一(Charon)的發現允許天文學家首次測量冥王星的質量 。 冥王星質量僅相當于地球質量的0.2%， 不足以解釋天王星的軌道擾動 。 隨后羅伯特·薩頓·哈靈頓在內的諸多天文學家未能找到冥王星以外的X行星 。
1992年邁爾斯·斯坦迪什用旅行者2號1989年飛掠海王星時所測數據重新計算海王星對天王星的引力作用 。 旅行者2號的數據將海王星質量的估計值降低了0.5%， 相當于一火星質量 。 重新計算的結果中天王星的軌道并沒有異常， 自此X行星也無存在的必要 。 現在大多數科學家同意羅威爾所定義的X行星并不存在 。
冥王星比所有類地行星都小 。 冥王星也比太陽系七顆天然衛星要?。拘l三、土衛六、木衛四、木衛一、月球、木衛二、海衛一） 。 冥王星的軌道周期為248地球年， 且冥王星軌道與行星軌道有極大不同 。 行星軌道接近圓形、靠近黃道面 。 冥王星軌道高度傾斜（相對黃道面大于17°）、是高度偏心的橢圓軌道 。
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