בתחילת המאה העשרים, אסטרונומים חקרו את מסלולו של נפטון וחישבו שחייבים להיות כוכב לכת נוסף בקצוות החיצוניים של מערכת השמש שמשך לכוכב הלכת בכוח הכבידה שלו. Percival Lowell, שהתפרסם על ידי "גילויו" של תעלות במאדים, טבע את המונח לאובייקט תיאורטי זה: כוכב X.
לואל ביצע שני חיפושים אחר כוכב הלכת X, אך לא הצליח להעלות את האובייקט. הוא תיקן פעמיים את תחזיותיו לגבי מיקומו של כוכב X, ולא הצליח למצוא אותו. באופן אירוני, שתי תמונות קלושות הוקלטו על צלחות תצלום במצפה הכוכבים של לואל, אך לואל לא זיהה אותן.
מצפה הכוכבים של לואל המשיך בחיפוש אחר כוכב לכת X עד מותו בשנת 1916. המשימה נפלה על קלייד טומבה. התפקיד של טומבה היה לצפות בשיטתיות בזוגות תצלומים שצולמו בשמי הלילה. הוא השתמש במכונה שנקראה משווה למצמוץ, שהבהבה שתי תמונות של אותו אזור בשמיים. נראה כי כל אובייקט נע, כמו אסטרואידים או כוכבי לכת שלא התגלו, ישתנו במיקום מתמונה לתמונה.
ב- 18 בפברואר 1930, סיים טומבה סוף סוף את האובייקט שחיפש, והודיע כי גילה את כוכב הלכת X, ששמה לימים לפלוטו.
אסטרונומים חיפשו מאז אחר פלנטות מעבר לפלוטו בתקווה למצוא את כוכב הלכת החמקמק. X אסטרונומים יפנים חזו כי חפץ בגודל מאדים וכדור הארץ יכול להיות בחוץ בסוף חגורת קויפר - אזור המכונה צוק קויפר, ב 55 יחידות אסטרונומיות מהשמש.
