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Si sospettava da tempo (almeno dal 1877,
con D. P. Todd) l'esistenza di un pianeta esterno rispetto a quelli già
noti, a causa del fatto che Urano
e Nettuno
sembravano muoversi in modo diverso dal previsto, come se fossero stati
perturbati dall'attrazione
gravitazionale di un altro oggetto. Alle stesse conclusioni
arrivarono William
Henry Pickering e Percival
Lowell all'inizio del Novecento. La tecnica delle perturbazioni
aveva già riportato un grande successo nel 1846,
quando Nettuno
era stato scoperto allo stesso modo.
Seguendo le previsioni teoriche, Plutone fu scoperto presso l'Osservatorio Lowell, in Arizona, il 18 febbraio 1930, dopo lunghe ricerche, per mezzo del confronto di lastre fotografiche impressionate pochi giorni prima, il 23 e il 29 gennaio, da Clyde Tombaugh. Dopo che l'osservatorio ebbe ottenuto fotografie di conferma, la notizia della scoperta fu telegrafata all'Harvard College Observatory il 13 marzo 1930. Il pianeta fu in seguito ritrovato in fotografie risalenti al 19 marzo 1915 (un cosiddetto caso di precovery, piuttosto comune in astronomia). Plutone fu trovato quasi esattamente nella posizione prevista dai calcoli teorici, per cui inizialmente si credette di aver trovato il corpo perturbatore. Col passare degli anni le misurazioni rivelarono tuttavia che Plutone era di gran lunga troppo piccolo per spiegare le perturbazioni osservate, e si pensò quindi che non si potesse trattare dell'ultimo pianeta del sistema solare. Partì quindi la caccia al decimo pianeta, il cosiddetto Pianeta X - un gioco di parole basato sul fatto che la X è il numero romano per 10 ed è anche il simbolo dell'incognito. La questione fu risolta solo nel 1989, quando l'analisi dei dati della sonda Voyager II rivelò che le misure della massa di Urano e Nettuno comunemente accettate in precedenza erano un poco sbagliate. Le orbite calcolate con le nuove masse non mostravano alcuna anomalia, il che escludeva categoricamente la presenza di qualunque pianeta più esterno di Nettuno con una massa elevata. La scoperta di Plutone fu in definitiva casuale, trovandosi il pianeta al posto giusto nel momento giusto mentre si dava la caccia a qualcos'altro.
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