Charon

Soustava Pluto-Charon je pozoruhodná zejména tím, že její hmotný střed (barycentrum) neleží uvnitř žádného z jejích těles. Jde o druhý největší binární systém ve sluneční soustavě (po systému Slunce-Jupiter). Současně má Charon také vzhledem k Plutu poměrně velké rozměry. Někteří astronomové proto soustavu nazývají trpasličí dvojplanetou (analogicky k dvojplanetkám). Systém je také neobvyklý tím, že obě tělesa mají vůči sobě navzájem vázanou rotaci, tzn. že jejich doba rotace se rovná oběžné době kolem jejich barycentra. V důsledku toho jsou obě tělesa k sobě neustále přivrácena stejnou stranou a při pohledu z jakéhokoliv místa na jejich povrchu se to druhé nachází na obloze ve stále stejné pozici, případně (na odvrácené straně) na ní není vidět nikdy.^[ Protože osa rotace Pluta je vůči rovině ekliptiky extrémně nakloněná, takže Pluto z jejího pohledu vypadá, jakoby se otáčelo „na boku“, platí nutně totéž také pro celou binární soustavu.

Povrch Charonu zatím není příliš podrobně prozkoumán. Roku 2007 na něm astronomové z Gemini Observatory odhalili skvrny tvořené hydrátyamoniaku a krystaly vodního ledu. To by mohlo svědčit o přítomnosti tzv. ledových gejzírů, dopravujících na povrch tekutou vodu, která by následně zamrzala v podobě ledových krystalů.

Hydra a Nix

Další dva měsíce zachytili astronomové pomocí Hubblova vesmírného teleskopu až 15. května 2005. Pluto se tak stal prvním známým tělesem Kuiperova pásu s více než jedním měsícem. Satelit obíhající Pluto po vzdálenější dráze (původně označený jako S/2005 P 1) byl později pojmenován Hydra a měsíc nacházející se blíže mateřskému tělesu (původně označený jako S/2005 P 2) dostal jméno Nix.

Oba malé měsíce obíhají Pluto ve dvoj- až trojnásobně větší vzdálenosti než Charon: dráha Nix je od barycentra soustavy vzdálená 48 700 kilometrů a Hydry 64 800 kilometrů. Pohybují se po téměř kruhových prográdních dráhách ležících prakticky ve stejné rovině, jako oběžná dráha Charonu. Tyto dráhy leží velmi blízko dráhové rezonanci 4:1 (v případě Nix) a 6:1 (v případě Hydry) s Charonem.

Fyzikální vlastnosti těchto měsíců zatím nebyly zcela spolehlivě určeny. Hydra se někdy jeví být jasnější než Nix, což může znamenat, že je buď větší, nebo že některé části jejího povrchu odrážejí více světla. Dosavadní odhady jejich rozměrů závisí právě na míře této odrazivosti (albedu). Pokud je podobné, jako mají komety (4 %), pak by Hydra měla průměr 167 ± 10 km a Nix 137 ± 11 km. Pokud by bylo podobné Charonu (35 %), pak by tyto rozměry byly 61 ± 4 km a 46 ± 4 km. Je-li jejich hustota podobná hustotě Pluta nebo menší, nepřesahují jejich individuální hmotnosti 0,0005násobek hmotnosti celé Plutonovy soustavy.^{[pozn. 9][108]}

Objev dvou malých měsíců vyvolal spekulace, že by Pluto mohl mít také proměnlivý systém prstenců. Dopady malých těles mohou vyvrhnout dostatek materiálu, z něhož by se zformovaly. Dosavadní pozorování Hubblovým vesmírným dalekohledem však zatím nic takového nenaznačují. Pokud by takový systém existoval, musel by být podobně slabý, jako prstence Jupiteru, anebo velmi stísněný, nepřesahující šířku 1000 km.

Studie zveřejněná roku 2006 dospěla k závěru, že pozorování Hubblovým dalekohledem prakticky vylučují, že by ještě kolem Pluta mohly být nalezeny nějaké měsíce velkých rozměrů. Podle studie panuje 90% jistota, že při uvažovaném albedu 4 % se ve vzdálenosti přesahující 5 úhlových vteřin od Pluta již nenachází žádné těleso s průměrem větším než 29 km. Pokud by se uvažovalo albedo 38 %, byla by horní mez průměru případného nového měsíce dokonce jen 9 km. O něco rozměrnější tělesa by se však mohla ukrývat na dráhách blíže Plutu, kde pozorování ztěžuje jeho záře. Přesto byly nalezeny další satelity, jejichž velikost však zatím nebyla spolehlivě určena.