1930年，美国天文学家克莱德·汤博通过望远镜观测到一颗新天体，这颗被命名为冥王星的星球因估算体积与地球相当，被认定为太阳系第九大行星。然而，随着观测技术的进步，这颗曾被寄予厚望的星球逐渐褪去行星光环——上世纪90年代，天文学家在柯伊伯带发现大量与冥王星体积相近的天体，更精确的测量显示其直径仅约2370公里，甚至小于月球。2006年，国际天文学联合会通过新定义，将行星标准明确为“绕日公转、质量足够形成球体、能清除轨道附近其他天体”，冥王星因不符合最后一条被降级为矮行星，编号134340。
这场“降级风波”在美国天文学界引发持续争议。2014年，哈佛-史密森天体物理学中心组织辩论会，听众投票表决中多数人支持冥王星“复籍”；2018年，美国研究团队在《国际太阳系研究杂志》发表报告，称降级决定缺乏科学依据；2019年，时任NASA局长布莱登斯廷公开表示“冥王星就是行星”。2025年4月，现任局长艾萨克曼在参议院听证会上重申，NASA正推动科学界重新讨论这一问题，“要让克莱德·汤博的发现重新获得应有荣誉”。不过，国际天文学联合会明确表示，行星地位的判定需基于科学证据，而非行政干预。
尽管失去行星身份，冥王星仍是深空探测的焦点。2015年，NASA“新视野”号探测器飞掠冥王星，传回高清图像显示其表面存在山脉、冰原和沙丘等复杂地貌。2019年，NASA资助西南研究所开展冥王星轨道飞行器研究，计划让探测器进入轨道停留两年，并借力冥王星最大卫星“卡戎”的引力弹弓效应，前往柯伊伯带探索“天涯海角”等天体。该项目负责人卡莉·霍威特透露，技术可行性已通过验证，但需与其他九项候选任务竞争资源。
关于太阳系边界的探索远未止步。近年来，天文学家持续搜寻传说中的“行星九”——这颗假设中的气态巨行星被认为可能隐藏在海王星轨道之外，其引力或能解释“塞德娜”等外围天体的异常轨道。然而，科罗拉多大学团队通过计算机模拟提出新观点：这些特殊轨道可能是大量小天体共同作用的结果，无需依赖未被发现的大质量行星。目前，直接观测“行星九”仍面临挑战：若其存在，亮度约为22等，虽在部分望远镜观测范围内，但广阔的搜索区域和有限的观测时间让确认工作进展缓慢。与此同时，柯伊伯带已确认编号的天体超过4000颗，其中数十颗与冥王星规模相当，进一步模糊了行星与矮行星的界限。
在冥王星“近亲”研究中，日本国立天文台团队2024年观测到编号（612533）2002 XV93的天体发生掩星现象时，恒星光线并非瞬间消失，而是逐渐变暗，证实其存在稀薄大气层。这是继冥王星后，首次在海王星外天体中发现大气层迹象。研究推测，该大气层可能由冰火山喷发或近期彗星撞击维持，密度仅为地球大气层的千万分之一。这一发现挑战了“大气层仅存在于较大行星”的传统认知，为研究太阳系边缘天体的演化提供了新线索。
