Pluto
Pelemparan objek-objek dari sabuk proto-Kuiper juga dapat menjelaskan Pengeboman Berat Akhir 600 juta tahun setelah terbentuknya Tata Surya dan munculnya troya Yupiter. Pluto diasumsikan pernah memiliki orbit nyaris melingkar sekitar 33 SA dari Matahari sebelum migrasi Neptunus menggiringnya ke dalam resonansi orbit. Model Nice didasarkan pada asumsi bahwa terdapat seribu benda berukuran Pluto di piringan planetesimal pertama yang mencakup Triton dan Eris.
Jarak Pluto dari Bumi menyulitkan studi mendalam planet tersebut dari Bumi. Pada tanggal 14 Juli 2015, wahana antariksa "New Horizons" milik NASA terbang melintasi sistem Pluto dan memberi banyak informasi tentang sistem tersebut.
Magnitudo semu visual rata-rata Pluto sebesar 15.1 dan mencapai kecerahan 13.65 di perihelion. Dibutuhkan teleskop untuk melihatnya; apertur 30 cm (12 in) lebih diutamakan. Pluto tampak seperti bintang tanpa piringan tampak meski menggunakan teleskop besar karena diameter sudutnya hanya 0.11".
Peta terawal Pluto (dibuat akhir 1980-an) adalah peta kecerahan yang dibuat berdasarkan pengamatan dekat gerahan oleh satelit terbesarnya, Charon. Astronom melakukan pengamatan terhadap perubahan total kecerahan rata-rata sistem Pluto-Charon ketika gerhana. Misalnya, menggerhanakan titik cerah di Puto menghasilkan perubahan total kecerahan yang lebih besar daripada gerhana titik gelap. Pemrosesan
komputer terhadap berbagai pengamatan seperti ini dapat digunakan untuk menghasilkan peta kecerahan. Cara ini juga dapat diterapkan untuk melacak perubahan kecerahan seiring waktu.
Peta-peta yang lebih bagus dihasilkan dari foto-foto Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) yang memiliki resolusi lebih tinggi dna lebih rinci, melenyapkan variasi sepanjang beberapa ratus kilometer, termasuk kawasan kutub dan titik terang besar. Peta tersebut dibuat menggunakan pemrosesan komputer canggih yang mencari peta proyeksi yang pas dengan beberapa piksel foto Hubble. Peta ini masih
menjadi peta Pluto paling rinci sampai "New Horizons" terbang melintasi sistem ini pada Juli 2015 karena dua kamera HST yang digunakan untuk membuat peta tersebut sudah dipensiunkan.
Pluto memberi tantangan besar bagi wahana antariksa karena massanya yang kecil dan jaraknya yang jauh dari Bumi. "Voyager 1" awalnya direncanakan mengunjungi Pluto, namun operator di Bumi lebih memilih jalur penerbangan dekat Titan, satelit Saturnus, sehingga tidak bisa mengunjungi Pluto. "Voyager 2" tidak terbang melintasi jalur menuju Pluto. Tidak ada upaya serius untuk menjelajahi Pluto
sampai dasawarsa terakhir abad ke-2. Bulan Agutus 1992, ilmuwan JPL Robert Staehle menghubungi penemu Pluto, Clyde Tombaugh, dan meminta izin mengunjungi planetnya. "Saya persilakan dia datang ke sana," kata Tombaugh, "meski perjalanannya panjang dan dingin". Walaupun ada kesempatan awal, pada tahun 2000 NASA membatalkan misi "Pluto Kuiper Express" karena naiknya biaya dan tertundanya kendaraan peluncur.
Seteah perdebatan politik sengit, misi baru ke Pluto bernama "New Horizons" didanai oleh pemerintah Amerika Serikat pada tahun 2003. "New Horizons" berhasil diluncurkan pada tanggal 19 Januari 2006. Ketua misi, S. Alan Stern, membenarkan bahwa sebagian abu Clyde Tombaugh yang meninggal dunia tahun 1997 ditempatkan di wahana antariksa tersebut.
Pada awal 2007, wahana ini memanfaatkan bantuan gravitasi Yupiter. Pendekatan terdekatnya dengan Pluto terjadi pada 14 Juli 2015; pengamatan ilmiah Pluto telah dimulai lima bulan sebelum pendekatan terdekat dan terus berlanjut sedikitnya satu bulan setelah pendekatan. "New Horizons" merekam foto-foto (jauh) pertama Pluto pada akhir September 2006 saat sedang menguji Long Range Reconnaissance Imager (LORRI). Foto yang diambil dari
jarak kurang lebih 4.2 miliar kilometer ini membuktikan kemampuan wahana ini untuk melacak target-target jauh; ini penting untuk penerbangan manuver menuju Pluto dan objek sabuk Kuiper lainnya.
"New Horizons" menggunakan paket penginderaan jauh yang meliputi instrumen pencitraan dan alat penelitian ilmiah radio, serta spektroskopi dan eksperimen lainnya, untuk mempelajari geologi dan morfologi global Pluto dan satelitnya, Charon, memetakan komposisi permukaannya, dan menganalisis atmosfer netral Pluto beserta tingkat lepasnya. "New Horizons" juga merekam foto permukaan Pluto dan Charon.
Satelut-satelit kecil Pluto yang ditemukan sesaat sebelum dan sesudah peluncuran wahana menjadi tantangan tersendiri. serpihan dari tabrakan antara objek-objek sabuk Kuiper dan satelit-satelit kecil, serta kecepatan lepasnya yang relatif rendah, berpotensi menciptakan cincin debu pekat. Bila "New Horizons" terbang melintasi sistem cincin ini, wahana ini bisa saja rusak akibat.
Pada tanggal 4 Februari 2015, NASA merilis foto-foto baru Pluto (diambil tanggal 25 dan 27 Januari) dari wahana "New Horizons". Saat perekaman foto, "New Horizons" berada pada jarak dari Pluto.
Tanggal 20 Maret 2015, NASA mengundang masyarakat umum untuk mengusulkan nama fitur-fitur permukaan yang akan ditemukan di Pluto dan Charon.
Antara April dan Juni 2015, "New Horizons" mulai mengirimkan foto-foto Pluto yang kualitasnya lebih baik daripada Hubble Space Telescope.
Misi ulang-alik pengorbit/pendarat/pengambil sampel Pluto direncanakan pada tahun 2003. Rencana tersebut meliputi penerbangan 12 tahun dari Bumi ke Pluto, pemetaan dari orbit, beberapa kali pendaratan, wahana air hangat, dan produksi bahan bakar "in situ" untuk penerbangan pulang beserta sampel ke Bumi selama 12 tahun. Tenaga dan pendorong dihasilkan oleh sistem reaktor nuklir MITEE bimodal.