概況
冥王星是太陽系中最後一個較大的行星，2006年以前與其他的八大行星并稱九大行星。冥王星被人發現的時間是1930年。其英文名稱Pluto是冥界之神的意思。
根據2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議：冥王星被視為是太陽系的“矮行星”，不再被視為大行星。太陽系中有七顆衛星比冥王星大（月球、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、土衛六和海衛一）。冥王星是唯一一顆還沒有太空飛行器訪問過的行星。甚至連哈勃太空望遠鏡也隻能觀察到它表面上的大緻容貌。
冥王星是太陽系中第二個反差極大的天體（次于土衛八）。探索這些差異的起因是計劃中的冥王星特快計劃中首要目标之一。冥王星的軌道十分地反常，有時候比海王星離太陽更近（從1979年1月開始持續到1999年2月）。
冥王星與海王星的共同運動比為3:2，即冥王星的公轉周期剛好是海王星的1.5倍。它的軌道交角也遠離于其他行星。就像天王星那樣，冥王星的赤道面與軌道面幾乎成直角。
冥王星地表上光亮的部分可能覆蓋着一些固體氮以及少量的固體甲烷和一氧化碳。冥王星的大氣層主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。大氣極其稀薄，地面壓強隻有少量微帕。
冥王星可以被非專業望遠鏡觀察到，但是這是不容易的。Mike Harvey的行星天象圖可以顯示最近冥王星在天空中的方位（以及其他行星），但是還得靠更為細緻的天象圖以及幾個月的仔細觀察才能真正地找到冥王星。
發現
發現曆史
冥王星是最晚發現的一顆行星。冥王星的亮度很弱，隻有15等，即使在大望遠鏡拍攝的照片上，它和普通的恒星也沒有什麼差别，要想在幾十萬顆星星中找到它，真好比是大海撈針。在尋找冥王星的工作中，天文愛好者出身的美國天文學家洛韋爾詳細計算了這顆未知行星的位置，用望遠鏡仔細尋找，付出了十幾年的心血。直到1916年11月16日，他突然去世。
1925年，洛韋爾的兄弟捐獻了一架口徑32.5厘米的大視場照相望遠鏡，性能非常好，為繼續搜尋新行星提供了優越的條件。1929年，洛韋爾天文台台長邀請美國天文學家克萊德·湯博(Clyde William Tombaugh)加入未知行星的搜索行列。他們一個一個天區地搜索，拍攝了大量底片，并對每張底片進行細心地檢查，工作艱苦、乏味。
1930年1月21日，克萊德·湯博終于在雙子星座的底片中發現了這顆新行星，後來命名為普魯托(Pluto)，意思是羅馬神話中的冥界之王，并且被歸類為九大行星之一。曆經76年後，在2006年降級為矮行星，為叁顆已被認可的矮行星之一，并且被賦予編号小行星134340。
此外，冥王星也是第一個被發現的克伯帶星體。
命名由來
在希臘神話中，冥王星(希臘文：哈得斯Hades)是地底世界(冥界)之神。由于冥王星在遠離太陽59億千米的寒冷陰暗的太空中蹒跚前行，這情形和羅馬神話中住在陰森森的地下宮殿裡的冥王普魯托非常相似。因此，人們稱其為普魯托（Pluto），在天文學中是普魯托英文名字前兩個字母PL，又是對冥王星發現有推動之功的美國天文學家洛韋爾（Percival Lowell）姓名的縮寫。
在該星體被發現之後，日本人野尻抱影于1930年以意譯建議命名“冥王星”，東亞多個使用漢字的國家大抵也以冥王星來命名。日本于1930年、東京天文台當初使用“プルートー”（“Pluto”的音譯），至1943年采納漢字名稱“冥王星”。 中國于1933年采用“冥王星”。
外觀
根據美國宇航局最新消息，NASA新視野号探測器傳回信号确經從冥王星附近飛過，從而實現了人類曆史上首次對這顆曾經的“第九大行星”的探測。冥王星距離太陽十分遙遠，最清晰的照片是由哈勃望遠鏡所拍攝的，但僅能顯示冥王星表面的明暗程度，無法了解确切的地貌。冥王星的直徑為2320公裡，2007年準确程度已經達到1%。
冥王星的大小甚至比地球的衛星月球還要小，但是比克伯帶星體賽德娜(Sedna)以及誇歐爾(Quaoar)還要大一些。
2015年9月17日（攝于2015年9月14日），NASA發布“新視野”拍攝的冥王星近景圖，圖中地表凹坑、冰川等清晰可見。
軌道
冥王星在發現之初曾被認為是一顆位于海王星軌道外的行星，但後來的事實證明并非完全如此。譬如，在1979年1月21日～1999年3月14日這段時間，冥王星就比海王星更靠近太陽。這是由于冥王星軌道的偏心率、軌道面對黃道面的傾角都比其它行星大。冥王星在近日點附近時比海王星離太陽還近，這時海王星成了離太陽最遠的行星。
每隔一段時間，冥王星和海王星會彼此接近，在黃道投影圖上兩顆行星的軌道交叉。但不必擔心它們會碰撞，因為它們的軌道平面并不重合，即使在交叉點附近，它們之間的距離仍然是很大的。它們會像運行于立體交叉公路上的車輛一樣，各自飛馳而過。
自轉
冥王星的自轉周期，即它的一天，等于6.387地球日。 像天王星一樣，冥王星在軌道平面的側着旋轉，轉軸傾角120度，因此季節性變化非常大。到了至日（夏至和冬至），它的四分之一表面處于極晝之下，而另一四分之一處于極夜之中。這種不尋常的自轉方向的原因已經引起争論。亞利桑那大學的研究表明，這可能由于天體會自轉始終的以最大程度地減少能量的方式調整自轉方向。這可能意味着天體會改變自轉方向，以在赤道附近放置多餘的質量，而缺乏質量的區域會趨向兩極。這被稱為極移。 根據亞利桑那大學發表的一篇論文，這可能是由于矮行星陰影區域積聚的大量凍結的氮冰所緻。這些質量會導緻天體改變自轉方向，從而導緻其異常的120°轉軸傾角。由于冥王星距離太陽很遠，赤道溫度可能降至-240°C（33.1 K），導緻氮氣凍結成氮冰，就像水會在地球上結冰一樣。在南極冰蓋增大數倍的情況下，地球上也會觀察到與冥王星的相同影響。
衛星
卡龍
Charon(“KAIR en”)是冥王星唯一一顆已知的衛星：
公轉軌道：離冥王星19,640千米
衛星直徑：1172千米
質量：1.90e21kg
Charon（卡戎或查農--譯注）是以神話中的人物命名的，他專門擺渡死者通過River Styx冥河來到冥界。冥衛一是在1978年被Jim Christy發現的。
尼克斯和許德拉
2005年5月哈勃太空望遠鏡發現S/2005 P1及S/2005 P2兩顆冥王星的新衛星，并于翌年6月底的國際天文學合會會議上命名為Nix（尼克斯）與Hydra（許德拉）。
P4
2011年7月哈勃望遠鏡發現了第四顆衛星，臨時命名為P4(S/2011(134340)1)，為冥王星最小的衛星，直徑大約在13公裡到34公裡之間。
地質
表面
MVIC相機拍攝的冥王星高分辨率增強色照片
冥王星表面的平原由98％以上的氮冰、微量的甲烷和一氧化碳組成。 氮和一氧化碳在冥王星的背對冥衛一的表面上最豐富，位置在經度180°心形湯博地區（Tombaugh Regio）的西瓣斯普特尼克平原（Sputnik Planitia），而甲烷在其東部經度300°附近最豐富。 山脈則是由水冰構成的。 冥王星的表面變化很大，亮度和顔色都有很大差異。 [80] 冥王星是太陽系中反差最大的天體之一，與土衛八一樣具有強烈的反差。 [81] 顔色從炭黑色到深橙色和白色不等。 [82] 冥王星的顔色與木衛一的顔色更相似，橙色比火星稍多，紅色比火星少。 [83] 著名的地理特征包括湯博區域或心形區域（背對冥衛一的一個較大明亮區域），克蘇魯斑（Cthulhu Macula） 或鲸形區域（在後随半球的一個較大的黑暗區域），以及“黃銅指環”（Brass Knuckles，前導半球上的一系列赤道暗區）。
冥王星表面發現水冰的地區（藍色區域）
斯普特尼克平原是心形區域的西瓣，一個1000千米寬覆蓋氮冰和一氧化碳冰的盆地，分布着多角形對流單體，對流單體攜着水冰殼和升華坑的漂浮塊向其邊緣移動，有明顯的冰川流入和流出盆地的迹象。斯普特尼克平原沒有新視野号可見的撞擊坑，表明它的年齡不到1000萬年。最新研究表明，該表面的年齡為18萬年左右。新視野科學團隊将初步發現總結為：“冥王星顯示出令人驚訝的多種多樣的地質地貌，包括由冰川學、地表-大氣相互作用，以及撞擊，構造，可能的冰火山和質量損失過程産生的地貌。” 在斯普特尼克平原的西部地區，由平原中心向周圍山脈方向吹的風形成了橫向沙丘。沙丘的波長在0.4-1千米範圍内，很可能由200-300微米大小的甲烷顆粒組成。
内部結構
新視野号飛掠之前對冥王星内部結構的預測模型
冥王星的密度為1.860±0.013 g/cm3。由于放射性元素的衰變最終将加熱冰物質，使岩石從冰中分離出來，因此科學家認為冥王星的内部結構與衆不同，岩石物質沉降到被水冰幔包圍的緻密核心中。新視野号之前對核心的直徑估計為1700千米，占冥王星直徑的70％。 這種加熱有可能持續進行，在地幔邊界處形成100至180千米厚的液态水地下海洋。 2016年9月，布朗大學的科學家模拟了據認為形成了斯普特尼克平原的撞擊，并表明這可能是碰撞後液态水從下方上升的結果，這意味着存在至少100千米深的地下海洋。冥王星沒有磁場。 2020年6月，天文學家報告了冥王星首次形成時可能存在内部海洋的證據。
行星之争
初定位行星
冥王星剛被發現之時，它的體積被認為有地球的數倍之大。很快，冥王星也作為太陽系第九大行星被寫入教科書。1930年美國天文學家湯博發現冥王星，當時錯估了冥王星的質量，以為冥王星比地球還大，所以命名為大行星。然而，經過近30年的進一步觀測，發現它的直徑隻有2300公裡，比月球還要小，等到冥王星的大小被确認，“冥王星是大行星”早已被寫入教科書，以後也就将錯就錯了。冥王星是目前太陽系中最遠的行星，其軌道最扁，以緻發現冥王星離太陽比海王星還近。
從發現它到現在，人們隻看到它在軌道上走了不到1／4圈，因此過去對其知之甚少。冥王星的質量遠比其他行星小，甚至在衛星世界中它也隻能排在第七、第八位左右。
非行星論證
進入21世紀，天文望遠鏡技術的改進，使人們能夠進一步對海王星外天體（trans-Neptunian objects）有更深了解。2002年，被命名為50000 Quaoar（誇歐爾）的小行星被發現，這個新發現的小行星的直徑（1280公裡）要長于冥王星的直徑的一半。2004年，被命名為90377 Sedna（塞德娜）的小行星的最大直徑也達到了1800公裡，而冥王星的直徑也隻不過2320公裡。
2005年7月9日，又一顆新發現的的海王星外天體被宣布正式命名為厄裡斯（Eris）。根據厄裡斯的亮度和反照率推斷，它要比冥王星略大。這是1846年發現海王星之後太陽系中所發現的最大天體。盡管當初并沒有官方的共識，它的發現者和衆多媒體起初都将之稱為“第十大行星”。也有天文學家認為厄裡斯的發現為重新考慮冥王星的行星地位提供了有力佐證。就連冥王星的顯著特征——它的衛星和大氣，也并不是獨一無二的，海王星外天體帶中的一些小行星也有自己的衛星。而且厄裡斯的天體光譜分析也顯示它和冥王星有着相似的地表，此外厄裡斯也有一個較大的衛星戴絲諾米娅(Dysnomia)。
開除冥王星行星“星籍”
根據國際天文學聯合會2006年8月24日通過的決議，被稱為行星（planet）的天體要符合三個主要條件。
1、該天體須位于圍繞太陽的軌道之上
2、該天體須有足夠大的質量來克服固體應力以達到流體靜力平衡（hydrostatic equilibrium）的形狀（近于球形）
3、該天體須有足夠的引力清空其軌道附近區域的天體
而冥王星則不符合上述第三條行星标準。國際天文學聯合會進一步決議通過冥王星應該歸入矮行星（dwarf planet）之列，而且可以作為尚未命名的一類海王星外天體的原形。
觀測與探測
冥王星與地球的距離過于遙遠，使其難以被深入研究和探索。 2015年7月14日，NASA的新視野号太空探測器飛越了冥王星系統，提供了許多信息。
觀測
計算機生成的圖像的旋轉與基于觀察的哈伯太空望遠鏡2002-2003年
冥王星的視星等平均為15.1，在近日點增亮至13.65。要想看到它，需要大約30厘米（12英寸）口徑的望遠鏡。 冥王星看起來像星星，即使在大型望遠鏡中也看不到圓盤，它的角直徑隻有0.11秒。冥王星最早的地圖是1980年代後期制作的，在冥衛一對其近距離掩食期間，通過對冥王星-冥衛一系統的總體平均亮度的變化進行觀測。例如，掩蓋冥王星上表面的亮區比掩蓋暗區的總亮度變化更大。大量觀察結果數據交由計算機處理，創建亮度地圖。這種方法也可以跟蹤亮度随時間的變化。 更好的地圖是由哈勃太空望遠鏡（HST）拍攝的圖像生成的，有更高的分辨率并且顯示更多細節，亮度變化精确到數百千米範圍，包括極地地區和大的亮區。 這些地圖是通過複雜的計算機處理生成的，通過哈勃太空望遠鏡提供的像素點找到了最合适的投影。 直到2015年7月新視野号飛越冥王星系統之前，這些地圖仍然是冥王星最詳細的地圖，因為哈勃太空望遠鏡上用于拍攝這些照片的兩個鏡頭已不再使用。
探測
新視野号飛船于2015年7月對冥王星進行了飛掠觀測，這是首次也是僅有的一次直接探索冥王星的嘗試。新視野号于2006年發射，2006年9月下旬，在對其搭載的遠程偵察成像儀進行測試時，拍攝了冥王星的第一張遙遠圖像。 [144] 這些圖像是從約42億千米的距離拍攝的，證實了該航天器能夠追蹤遠距離目标的能力，這對于向冥王星和其他柯伊伯帶天體的航行至關重要。 2007年初，飛船通過木星的引力彈弓效應進行加速。
冥王星冰質的山脈和平坦的冰原的全景，可以看見薄霧層
在經過3462天的飛越太陽系的旅行之後，新視野号于2015年7月14日完成對冥王星近距離的飛掠。對冥王星的科學觀測始于飛掠之前五個月，并且在飛掠之後持續了至少一個月。使用包括成像儀器和無線電測量工具在内的遙感組件包進行了觀察，也開展了光譜分析及其他實驗。 新視野号的科學目标是測量冥王星及冥衛一的全球地質和形态，繪制其表面組成，分析冥王星的中性大氣及其逃逸速率。在2016年10月25日，美國東部時間下午05:48，地面從新視野号收到了冥王星系統的最後數據（總共500億比特即6.25 GB數據）。
自新視野号飛掠冥王星以後，科學家一直倡導執行一次新的軌道探測任務，發射新的軌道探測器到冥王星以實現新的科學目标。其中包括以每像素9.1米的精度繪制表面，觀測冥王星的小衛星，觀察冥王星自轉軸如何變化，以及繪制因軸向傾斜而長期處于黑暗的區域的地形圖。最後一個目标可以使用激光脈沖實現，生成冥王星的完整地形圖。新視野号首席研究員艾倫·斯特恩（Alan Stern）提倡研制一種類似卡西尼号的軌道探測器，該軌道器2030年左右發射（發現冥王星100周年），到達冥王星系統後根據需要使用冥衛一的引力來調整其軌道以實現科學目标。 在完成所有冥王星探測的科學目标之後，軌道探測器可以利用冥衛一的引力離開冥王星系統，并研究更多的柯伊伯帶天體。由美國國家航空航天局創新先進概念（NIAC）計劃資助的一項概念研究，該項目基于普林斯頓場反轉結構的聚變反應堆，包括冥王星軌道探測器和着陸器。
探索研究
2006年1月17日美國國家航空暨太空總署發射無人探測船“新地平線号”，2015年到達冥王星進行觀測。對冥王星及柯伊伯帶進行探索任務。
2010年2月4日，美國航天局公布了哈勃太空望遠鏡2002年到2003年間拍攝的部分冥王星圖像。天文學家對這批圖像進行分析後認為，冥王星正逐漸變紅。
2010年2月5日，據美國國家地理網站報道，由美國宇航局“哈勃”太空望遠鏡所拍攝的一批冥王星照片被公開。美國西南研究院科學家根據對照片進行研究發現，冥王星表面正随着季節的變化發生着急速的變化。照片顯示，冥王星與通常想象的不一樣，它更像是一個動态天體。
據科學家介紹，在最新照片中，冥王星的橙色和灰色應該是表面甲烷被陽光破壞後的結果，從而留下了富含碳元素的殘留物。然而，“哈勃”太空望遠鏡的照片仍然沒有細緻到足以辨認出冥王星表面的特征。科學家們認為，在冥王星表面黑暗區和明亮區存在驚人的差異，這表明冥王星表面的地形具有高度多樣化的特征。
2011年12月，美國宇航局西南研究所和内布拉斯加衛斯理公會大學的研究人員在美國宇航局哈勃空間望遠鏡搭載的宇宙起源光譜儀獲取的最新高靈敏數據中發現冥王星表面存在紫外波段的強吸收特征，科學家們據此認為冥王星表面似乎存在複雜的碳氫化合物或/和腈分子物質。這種化學物質是可以通過陽光或宇宙射線和冥王星表面的冰蓋物質，如甲烷，一氧化碳和氮相互作用而産生的。
2015年4月16日，美國國家航空航天局的“新視野”号探測器（New Horizons）在太陽系航行9年後，剛發送回首個冥王星（Pluto）彩色照片。照片顯示兩個橙色的圓形，它們代表的是冥王星以及它的衛星卡戎（Charon）。期間，“新視野”将已飛行30億英裡。
2015年7月14日，美國宇航局的新地平線号探測器飛越冥王星，測得冥王星直徑約2370km，其衛星卡戎直徑約1208km。通過這次探測得知冥王星比之前預想的稍大一些，這也标志着人類首次冥王星飛掠探測任務成功。
大小争議
冥王星屬于柯伊伯帶，柯伊伯帶含有在海王星軌道之外圍繞太陽運行的1000多個已知天體，其中大多數都比冥王星小。2005年，天文學家發現了冥王星最大的對手：厄裡斯，他們聲稱厄裡斯的大小絕對超過了冥王星。然而在2010年，厄裡斯在移動到一個遙遠恒星前方時露出了馬腳——這一掩星現象持續的時間揭示，厄裡斯的直徑隻有2326千米，可能要小于冥王星，後者的直徑在2300千米到2400千米之間。不确定性的存在是因為，與厄裡斯不同，冥王星的大氣混淆了觀測數據。
天文學家發現，對冥王星大氣層中的甲烷氣體的分析表明，冥王星的直徑約為2368千米，因此它比厄裡斯大，從而成為了柯伊伯帶中的冠軍。天文學家将把研究報告發表在《伊卡洛斯》雜志上。
研究事件
2015年4月29日公布的最新影像顯示，美國國家航空暨太空總署的“新地平線”号宇宙飛船捕捉到有史以來最佳的冥王星影像，照片可以觀察到星球表面特征，其中包括疑似極區冰帽。
2015年7月14日，美國宇航局的新地平線号探測器飛越冥王星，測得冥王星直徑約2370km，其衛星卡戎直徑約1208km。通過這次探測得知冥王星比之前預想的稍大一些。
2016年根據對之前“新視野”号傳回照片的分析，研究人員日前發現，在冥王星一塊被非正式命名為“克蘇魯”的深色區域中，有一條長約420公裡的山脈，山頂被“有着異星情調的冰雪”覆蓋。科學家認為，這些冰雪的主要成分是冥王星大氣中的甲烷，冷凝後降到山頂上。“新視野”号項目團隊科學家約翰·斯坦斯伯裡在一份聲明中說，這種物質隻覆蓋在山峰頂部，這意味着甲烷就像地球大氣中的水那樣，會在高緯度凝結成“冰雪”。
冥王星及其衛星系統最重要的十項科學發現
1、冥王星及其衛星系統的複雜性大大超出了天文學家之前的預測。
2、冥王星地表活動的劇烈程度，以及某些地區的地質構成年代之新，令科學家震驚。
3、冥王星的大氣結構比預想的更低更朦胧，其逃逸比率和之前預測的模型都不一樣。
4、卡戎赤道地區存在明顯外延地質結構，顯示在遠古時期，這裡有可能存在過冰海洋。新視野号傳回的其他證據顯示今天的冥王星地表之下有可能存在内部海洋。
5、冥王星的衛星中，能夠由隕石坑确定年齡的那些均是同時誕生的，這驗證了科學家的一個設想：這些衛星是在遠古時期由冥王星和另一顆柯伊伯帶天體發生的一次猛烈撞擊中形成的。
6、卡戎擁有一個陰暗紅色的北極，這在太陽系其他已知天體中從未出現，科學家猜測這是從冥王星逃逸的大氣物質重新聚集在卡戎地表形成的。
7、“冥王星之心”所在的史波尼克平原由氮冰強烈對流形成，寬達1000公裡，這也是太陽系中已知最大的冰川結構。
8、“新視野”号證據顯示，冥王星的大氣存在巨大的壓力差，這意味着在冥王星表面可能曾有過液體揮發現象，目前我們隻在地球、火星和土衛六“泰坦”幾顆太陽系星球上觀測到這個現象。
9、“新視野”号的拜訪大大豐富了科學家們關于冥王星其它幾顆小衛星的認識。
10、冥王星的大氣是藍色的。
“難以置信，僅僅在一年之前，我們對冥王星系統的認識竟是如此之少，”“新視野”号任務科學家赫·韋弗介紹說，“然而今天，我們認識到冥王星竟然是如此的特别，它推翻了我們之前的種種設想。更讓人激動的是，它還在持續不斷給我們帶來驚喜的發現。”
圖像精度
由于新視野号最接近背向冥衛一的冥王星半球，面向冥衛一半球的赤道區域僅以低分辨率成像。新視野号拍攝了冥王星北半球以及赤道地區以南約30度的圖像。冥王星南半球高緯度地區僅有從地球觀測到的圖像，分辨率非常低。 1996年哈勃太空望遠鏡拍攝的影像覆蓋了冥王星表面的85％，包括南緯75度的大型反照率特征。這足以顯示溫帶區黃斑的程度。由于哈勃太空望遠鏡儀器的細微改進，後來的圖像分辨率稍好一些，但不包括冥王星最南端部分。
