Charon, découvert sur des images agrandies de Pluton par James Christy en 1978, est un gros satellite par rapport à Pluton. Le diamètre de Charon mesure 1 207,2 ± 2,8 km (≈3 fois plus petit que notre Lune). Charon a une masse une dizaine de fois inférieure à Pluton et le rapport des diamètres est de 1 à 2.
Le couple infernal tourne autour de son centre de gravité commun (barycentre) comme deux objets reliés par une barre centrale rigide, tel un haltère. Charon est situé à seulement 19 000 km de la planète naine et se déplace autour de Pluton avec une période de 6,4 jours, égale à la période de rotation de Pluton, ce qui constitue une orbite géostationnaire.
Il semble que Charon soit principalement un objet d'eau glacée avec très peu de roches (70 % de roches pour Pluton). Charon pourrait être le résultat d'une collision avec le manteau glacé de Pluton (hypothèse non confirmée).
Hydra et Nix sont deux petits satellites découverts en orbite autour de Pluton grâce au télescope spatial Hubble en mai et juin 2005 par deux astronomes américains Alan Stern et Hal Weaver. Les deux lunes P2 et P3 orbitent à 48 708 km et 64 749 km de Pluton, beaucoup plus loin que Charon. Elles font entre 46 et 167 km de diamètre et sont 5 000 fois moins lumineuses que Charon circulent dans le plan de Charon.
Depuis, le télescope spatial Hubble a découvert une quatrième lune gravitant en 32,1 jours autour de Pluton, elle porte depuis 2013 le nom de Kerberos. Kerberos est une très petite lune avec une taille estimée comprise entre 13 et 34 km.
Quant à P5 nommée Styx, les astronomes pensent qu'il a une forme patatoïde de 10 à 25 km de long. C’est en préparant le survol par la mission New Horizons de 2015 que cette découverte a été faite.
La sonde New Horizons, lancée le 19 janvier 2006, sera la première sonde spatiale à visiter Pluton. New Horizons a bénéficié de l'assistance gravitationnelle de Jupiter, sa vitesse de 19 km/s, est la plus rapide de toutes les sondes jamais lancées par l'homme.
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