讓洛威爾天文臺失望和驚訝的是，冥王星沒有可見的環(huán)或盤。它看起來只是個不起眼的斑點，亮度比洛威爾預(yù)測的低得多。這意味著它很小，或者很暗。由于洛威爾學(xué)派的天文學(xué)家認(rèn)為冥王星的質(zhì)量大得足以擾動行星，所以他們猜測它的反射率為0.07，即它只反射到達(dá)其表面的光線中的7%。這個反射率與瀝青或水星的差不多，在已知行星中為最低。如果這是正確的，那么冥王星的直徑就應(yīng)該是大約8000千米，約為地球直徑的60%。而且，觀測結(jié)果顯示，冥王星的軌道很扁，扁度遠(yuǎn)超其他任何行星。

幾乎與此同時，一些天文學(xué)家開始質(zhì)疑冥王星的行星地位。發(fā)現(xiàn)冥王星的消息宣布不到一個月，美國天文學(xué)家洛斯金勒在1930年4月14日的美國《紐約時報》上發(fā)表文章，認(rèn)為冥王星的暗度和很高的軌道偏心率使得它更像是一顆小行星或彗星，“洛威爾天文臺的觀測，證實了我們4月5日宣布的可能的高偏心率。各種可能性中包括：它（冥王星）是一顆較大的小行星，在軌道中因一顆大行星例如木星的接近而被嚴(yán)重擾動；它也可能是尚待發(fā)現(xiàn)的許多長周期類行星天體之一，還可能是一顆明亮的彗星類天體”。

針對上述文章，哈佛天文臺主任夏普利說：“冥王星是小行星和彗星都無法與之相比的太陽系成員之一。對宇宙進(jìn)化論來說，它的重要性可能比海王星軌道外的另一顆主要行星還大?！?931年，使用數(shù)學(xué)公式，美國天文學(xué)家布朗宣稱：天王星軌道的所謂不規(guī)則，可能并非源于一顆更遙遠(yuǎn)行星的引力效應(yīng)，因此，洛威爾的預(yù)測“純屬巧合”。

20世紀(jì)中期，冥王星的估計質(zhì)量被不斷下調(diào)。1931年，根據(jù)冥王星被假定的對大行星的影響（與地球的影響差不多），兩名美國天文學(xué)家估算出冥王星的質(zhì)量為地球的91%。1942年，基于同樣的假設(shè)，美國海軍天文臺一位學(xué)者算出的冥王星質(zhì)量也與此相似。1949年，美國天文學(xué)家柯伊伯運用美國帕羅馬山天文臺的500厘米望遠(yuǎn)鏡對冥王星進(jìn)行了觀測，并得出結(jié)論：冥王星的質(zhì)量在水星和火星之間，最可能為地球質(zhì)量的10%。

1973年，基于冥王星與海王星衛(wèi)星特里同（海衛(wèi)一）之間周期和亮度變化幅度的相似性，美國天文學(xué)家洛寧斯猜測冥王星的質(zhì)量與特里同的相仿（這一判斷其實早在1934年就被兩位美國天文學(xué)家提出，并且它是正確的）。但由于20世紀(jì)70年代天文學(xué)家估計特里同的質(zhì)量（也就是冥王星的質(zhì)量）約為地球-月球系統(tǒng)的2.5%（而實際上特里同或冥王星的質(zhì)量根本沒這么大），因此包括洛寧斯在內(nèi)，當(dāng)時的天文學(xué)家對冥王星質(zhì)量的估計值是錯的。也就是說，當(dāng)時對冥王星質(zhì)量的估計值嚴(yán)重偏高。盡管如此，洛寧斯最終卻還是下了一個現(xiàn)在看來是正確的結(jié)論：冥王星不是X行星（言下之意，它的質(zhì)量太小，達(dá)不到行星標(biāo)準(zhǔn)）。1976年，美國夏威夷大學(xué)的3位科學(xué)家分析了來自冥王星表面的光譜，判定冥王星表面一定包含反射性很強的甲烷冰。這意味著冥王星根本就不暗，而是很亮，因此冥王星質(zhì)量很可能不超過地球的1%。

冥王星的質(zhì)量最終在1978年被確定。這一年，美國天文學(xué)家克里斯蒂發(fā)現(xiàn)了冥王星的衛(wèi)星卡戎（冥衛(wèi)一）。他與美國海軍天文臺的哈林頓一起，通過觀測卡戎環(huán)繞冥王星的軌道運動，直接測出冥王星的質(zhì)量為1.31×1022千克，約為地球質(zhì)量的1/500，或者為月球質(zhì)量的1/6。對于解釋觀測到的外行星軌道不規(guī)則來說，這個質(zhì)量實在是太小了。由此，洛威爾的“預(yù)測”被證實為巧合：如果真的存在X行星，那它也不是冥王星。