Διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για την Αστρονομική Έρευνα στο Νότιο Ημισφαίριο (ESO's Very Large Telescope), βρήκε νέα στοιχεία για την ατμόσφαιρα του νάνου πλανήτη Πλούτωνα.
Μέχρι πρόσφατα, μόνο τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του Πλούτωνα είχαν μελετηθεί. Με τη βοήθεια μιας τεχνικής που ονομάζεται «Έκλειψη αστέρα από ουράνιο σώμα» (stellar occultation) - ένα φαινόμενο που εμφανίζεται όταν ένα ουράνιο σώμα εμποδίζει το φως από έναν αστέρα υποβάθρου - και με τη χρήση του προηγμένου κρυογονικού υπέρυθρου φασματογράφου Echelle (CRIRES) που είναι προσαρτημένος στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο μελετήθηκε τόσο η σύσταση της ατμόσφαιρας του Πλούτωνα, όσο και άλλα στοιχεία όπως είναι η θερμοκρασία και η πίεση.         
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μεγάλες ποσότητες μεθανίου στην ατμόσφαιρα του νάνου πλανήτη και επιπλέον διαπίστωσαν ότι η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα είναι θερμότερη από την επιφάνεια του κατά 50 περίπου βαθμούς της κλίμακας Κελσίου, δηλαδή ενώ η ατμόσφαιρα έχει θερμοκρασίες της τάξης των -170 βαθμών Κελσίου, η επιφάνεια του Πλούτωνα είναι ακόμα ψυχρότερη με θερμοκρασίες της τάξης των -220 βαθμών Κελσίου. Η πίεση της ατμόσφαιρας είναι πολύ μικρή, περίπου 0,015 millibars, δηλαδή περίπου το 1/100000 της αντίστοιχης γήϊνης (μια μέση τιμή είναι περίπου 1013.25 millibars).
Ο Πλούτωνας έχει μια εξαιρετικά έκκεντρη τροχιά. Στο αφήλιο (δηλαδή το σημείο της τροχιάς στο οποίο η απόσταση από τον Ήλιο είναι μέγιστη) απέχει 7375000000 περίπου χιλιόμετρα (49,30 Αστρονομικές Μονάδες), ενώ στο περιήλιο (όταν η απόσταση από τον Ήλιο είναι η μικρότερη) απέχει 4437000000 περίπου χιλιόμετρα (29,66 Αστρονομικές Μονάδες). Η μέση απόσταση του από τον Ήλιο είναι 5906000000 χιλιόμετρα, δηλαδή 39,48 Αστρονομικές Μονάδες, ενώ η διάμετρος του είναι το 1/5 της αντίστοιχης τη Γης. Η περίοδος περιφοράς του γύρω από τον Ήλιο είναι 248 έτη.
Ήταν γνωστό από τη δεκαετία του 1980, ότι ο Πλούτωνας έχει αραιή ατμόσφαιρα, αποτελούμενη από ένα λεπτό στρώμα που περιέχει κυρίως άζωτο, ενώ είχαν βρεθεί και ίχνη μεθανίου και μονοξειδίου του άνθρακα. Όταν το ουράνιο αυτό σώμα βρίσκεται μακριά από τον Ήλιο, η ατμόσφαιρα του παγώνει και πέφτει πάνω στην επιφάνεια του. Όταν όμως, βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο, όπως συμβαίνει αυτήν την εποχή, η παγωμένη ατμόσφαιρα εξαχνώνεται στην αέρια κατάσταση. Όπως ο ιδρώτας που βρίσκεται πάνω στο δέρμα, εξατμίζεται δροσίζοντας το, έτσι και η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα ψύχει το έδαφος του καθώς μετατρέπεται από τη στερεή στην αέρια κατάσταση. Ένας άλλος λόγος που συντελεί στην σχετικά αυξημένη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του είναι και η υψηλή περιεκτικότητα σε μεθάνιο.
Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας αυξάνεται από τρεις έως 15 βαθμούς Κελσίου κάθε χιλιόμετρο ύψους, σε αντίθεση με την ατμόσφαιρα της Γης όπου η θερμοκρασία μειώνεται περίπου 6 βαθμούς Κελσίου ανά χιλιόμετρο ύψους.
Η επιστημονική κοινότητα θα έχει στη διάθεση της περισσότερα στοιχεία για τον Πλούτωνα όταν η αποστολή «Νέοι Ορίζοντες» (New Horizons) προσεγγίσει το νάνο πλανήτη το 2015.