right|class=cx-linter-tag|thumb|Percival Lowell, criador da hipótese do planeta X Acompanhando a descoberta do planeta Netuno em 1846, havia a suposição de que outro planeta poderia existir além de sua órbita. A busca começou na metade do século XIX e culminou no início do século XX com a procura de Percival Lowell pelo planeta X. Lowell propôs a hipótese do planeta X para explicar evidentes discrepâncias nas órbitas dos planetas gigantes, especialmente Urano e Netuno, especulando que a gravidade de um extenso e inobservado nono planeta poderia ter perturbado Urano o bastante para esclarecer as irregularidades.Tombaugh (1946), p. 73.
A descoberta de Plutão por Clyde Tombaugh em 1930 serviu para validar a hipótese de Lowell, e Plutão foi então oficialmente nomeado nono planeta. Entretanto, em 1978, concluiu-se que ele era muito pequeno para que sua gravidade afetasse os planetas gigantes, o que resultou numa breve busca por um décimo planeta. A busca foi preponderantemente abandonada no início dos anos 90, quando um estudo de medições feito pela espaçonave Voyager 2 revelou que as irregularidades observadas na órbita de Urano deram-se por um equívoco na estima da massa de Netuno. Após 1992, o descobrimento de vários pequenos objetos gélidos com órbitas similares ou até mais largas que a de Plutão levou a um debate sobre se ele deveria permanecer um planeta ou se ele e seus vizinhos deveriam receber sua própria classificação, igual aos asteroides. Embora uma parcela dos mais extensos membros desse grupo fossem inicialmente descritos como planetas, em 2006 a União Astronômica Internacional reclassificou Plutão e seus vizinhos mais extensos como planetas anões.
Apesar da comunidade astronômica concordar hoje que o planeta X como foi inicialmente presumido não existe, a ideia de um planeta inobservado foi ressuscitada por cientistas a fim de explicar outras anomalias observadas no Sistema Solar. Em março de 2014, análises do telescópio WISE eliminaram a possibilidade de um objeto do porte de Saturno para algo em torno de 10.000UA, e um objeto de porte maior ou igual a de Júpiter para 26.000UA.
No ano de 2014, baseado nas semelhanças entre as órbitas de um grupo de objetos transnetunianos extremos recentemente descobertos, astrônomos supuseram a existência de uma Superterra, 2 a 15 vezes a massa da Terra e além de 200UA, com possibilidade de uma órbita inclinada de cerca de 1500UA. Em 2016, trabalhos posteriores mostraram que esse planeta desconhecido está provavelmente numa órbita inclinada e excêntrica que não aproxima-se mais que 200UA e distancia-se mais que 1600UA do Sol. Sua órbita é prevista para ser desalinhada aos objetos transnetunianos agrupados.http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/2/22 iop> Em razão de Plutão não ser mais considerado um planeta pela União Astronômica Internacional, esse novo objeto hipotético tornou-se conhecido como Planeta Nove.
Primeiras especulações class=cx-linter-tag|thumb|Jacques Babinet, antigo propoedor de um planeta trasnetuniano Entre 1840 e 1850, o matemático francês Urbain Le Verrier usou a Mecânica Clássica para analisar perturbações na órbita de Urano e supôs que elas foram causadas pela atração gravitacional de um planeta misterioso. Le Verrier previu a posição desse novo planeta e enviou seus cálculos ao astrônomo alemão Johann Gottfried Galle. Em 23 de setembro de 1846, a noite após sua recepção da carta, Galle e seu estudante Heinrich d'Arrest descobriram Netuno exatamente onde Le Verrier previra.Croswell (1997), p. 43 Remanesceram, porém, algumas pequenas discrepâncias nas órbitas dos planetas gigantes. Essas serviram para indicar a existência de outro planeta orbitando o Sol além de Netuno.
Mesmo antes da descoberta de Netuno, alguns especulavam que um planeta só não era suficiente para explicar a discrepância. Em 17 de novembro de 1834, o reverendo astrônomo amador inglês Thomas John Hussey relatou uma conversa que tivera com o astrônomo francês Alexis Bouvard a George Biddell Airy, Astrônomo Real Britânico. Hussey relatou que, quando sugeriu a Bouvard que o movimento incomum de Urano poderia dever-se à influência gravitacional de um planeta desconhecido, Bouvard respondeu que a ideia lhe passou pela cabeça e que ele trocara cartas com Peter Andreas Hansen, diretor do observatório Seeberg, em Gotha, sobre o assunto. A opinião de Hansen foi que um único corpo não poderia satisfatoriamente explicar os movimentos de Urano. Com isso, ele pressupôs que dois planetas situavam-se além de Urano.
Em 1848, Jacques Babinet levantou uma objeção aos cálculos de Le Verrier, alegando que a massa averiguada de Netuno era menor e que sua órbita era maior do que Le Verrier inicialmente previra. Ele postulou que outro planeta, de aproximadamente 12 vezes a massa da terra, o qual ele chamou de Hyperion, deveria existir além de Netuno. Le Verrier contestou a hipótese de Babinet, dizendo:''Não há absolutamente nada pelo qual se possa determinar a posição de outro planeta, salvo pelas hipóteses nas quais a imaginação desempenha papel proeminente."
Em 1850, James Ferguson, astrônomo assistente do observatório Naval dos Estados Unidos, notou que ''perdera'' a estrela que observava, GR1719k, o que Lt.Matthew Maury, superintendente do observatório, alegou ser evidência de um novo planeta. Pesquisas posteriores falharam em localizar o ''planeta'' numa posição diferente e, em 1878, CHF Peters, diretor do observatório do colégio Hamilton, em Nova Iorque, mostrou que a estrela na verdade não sumira e que o resultado anterior deu-se por falha humana.
Em 1879, Camille Flammarion notou que os cometas 1862 III e 1889 III tinham ápside de 47 e 49UA, respectivamente, sugerindo que eles poderiam indicar o raio orbital de um planeta desconhecido que os arrastou para uma órbita elíptica. O Astrônomo Georges Forbes concluiu com base nessa evidência que dois planetas deveriam existir além de Netuno. Ele calculou, baseado no fato que quatro cometas possuíam afélios de 100UA e outros seis com afélios agrupados de cerca de 300UA, os elementos orbitários de um par de planetas transnetunianos hipotéticos. Esses elementos coincidiram com aqueles feitos independentemente por outro astrônomo, chamado David Peck Todd, sugerindo a muitos que eles poderiam ser válidos. Contudo, céticos argumentaram que as órbitas dos planetas envolvidos ainda eram muito incertas para produzir resultados significativos.
Em 1900 e 1901, o diretor do observatório do Colégio de Harvard, Willian Henry Pickering liderou duas buscas pelos planetas transnetunianos. A primeira foi iniciada pelo astrônomo dinamarquês Hans Emil Lau que, após estudar os dados das órbitas de Urano de 1690 a 1895, concluiu que um só planeta transnetuniano não poderia ser responsável pelas discrepâncias em sua órbita, supondo que dois planetas eram os responsáveis. A segunda foi iniciada quando Gabriel Dallet sugeriu que um planeta transnetuniano sozinho situado a 47UA poderia responsabilizar-se pelo movimento de Urano. .
Em 1909, Thomas Jefferson Jackson See, um astrônomo com a reputação de egocêntrico oposicionista, opinou: ''há certamente um, bem provável dois e possivelmente três planetas além de Netuno''. Provisoriamente nomeando o primeiro planeta de Oceanus, ele estabeleceu suas respectivas distâncias como 42, 56 e 72UA do Sol. Ele não deu nenhuma indicação de como ele determinara a existência deles e nenhuma busca conhecida foi montada para localizá-los.
Em 1911, o astrônomo indiano Venkatesh P. Ketakar sugeriu a existência de dois planetas transnetunianos, que ele chamou de Brahma e Vishnu, reformulando os padrões observados por Pierre-Simon Laplace nos satélites planetários de Jupiter e aplicando-os aos planetas externos. As três luas galileanas de Jupiter, Io, Europa e Ganímedes, estão presas numa complicada ressonância 1:2:4 chamada de ressonância de Laplace. Kekatar propôs que Urano, Netuno e seus hipotéticos planetas trasnetunianos prenderam-se em ressonâncias similares a de Laplace. Seus cálculos previram a Brahma uma distância média de 38.95UA e um período orbital de 242.28 anos terrestres (3:4 de ressonância com Netuno). Quando Plutão foi descoberto 19 anos depois, sua distância média de 39.48UA e período orbital de 248 dias terrestres aproximaram-se da previsão de Ketakar (Plutão de fato tem ressonância de 2:3 com Netuno). Ketakar não fez predições de elementos orbitais além de distância média e período. Não é claro como Ketakar chegou a esses valores, e seu segundo planeta, Vishnu, nunca foi encontrado.
Planeta X
Em 1894, com a ajuda de Wiliam Pickering, Percival Lowell, um rico de Boston, fundou o observatório Lowell em Flagstaff, Arizona. Em 1906, convencido que poderia resolver o enigma da órbita de Urano, ele iniciou um grande projeto para buscar por um planeta transnetuniano, que ele chamou de planeta X.Tombaugh (1946). O X no nome é pronunciado como a letra, em vez do numeral romano para o 10 (na época, o planeta X seria o nono planeta). A esperança de Lowell em achar o planeta X era para restabelecer sua credibilidade cientifica, que tinha-lhe escapado graças a sua crença amplamente ridicularizada dos canais visíveis na superfície de Marte construídos por uma civilização inteligente.Croswell (1997), p. 43.
A primeira busca de Lowell focou-se na eclíptica, plano enquadrado pelo zodíaco onde os planetas no Sistema Solar se situam. Usando uma câmera fotográfica de cinco polegadas, ele examinou manualmente mais de 200 exposições de três horas com uma lupa, mas não achou nenhum planeta. Naquele momento, Plutão estava muito acima da eclíptica para fotografada.Tombaugh (1946). Após ter revisado suas previstas localidades possíveis, Lowell conduziu uma segunda busca de 1914 a 1916.Tombaugh (1946). Em 1915, publicou Memórias de um Planeta Transnetuniano, em que ele concluiu que o planeta X tinha uma massa de aproximadamente sete Terras - metade da massa de Netuno - e uma distância média do Sol de 43UA. Ele presumiu que o planeta X seria um objeto extenso e de baixa densidade com um albedo alto como o dos planetas gigantes. Como resultado, isso iria mostrar um disco com diâmetro em torno de um ''arcsegundo'' e um magnitude aparente entre 12 e 13 - claro o suficiente para ser avistado.Tombaugh (1946).Littman (1990), p. 70.
Separadamente, em 1908, Pickering anunciou que, analisando irregularidades na órbita de Urano, ele encontrara evidências de um nono planeta. Este, o qual ele apelidou de Planeta O (porque vinha depois de ''N'', de Netuno), possuía um raio orbital médio de 51.9UA e um período orbital de 373.5 anos. Placas tiradas em seu observatório em Arequipa, Peru, não mostraram evidências do planeta, e o astrônomo inglês P. H. Cowell mostrou que as irregularidades observadas na órbita de Urano praticamente desapareceram assim que o deslocamento longitudinal do planeta foi levado em consideração. O próprio Lowell, apesar de sua proximidade a Pickering, desprezou o Planeta O.Croswell p. 50 Sem que Pickering soubesse, quatro de suas placas fotográficas usadas na busca pelo Planeta O por astrônomos no observatório de Mount Wilson em 1919 capturaram imagens de Plutão, todavia este só foi reconhecido anos depois. Pickering sugeriu outros planetas transnetunianos até o ano de 1932, os quais ele nomeou P, Q, R, S, T e U; nenhum jamais foi detectado.
A descoberta de Plutão right|class=cx-linter-tag|thumb|Clyde William Tombaugh