让洛威尔天文台失望和惊讶的是，冥王星没有可见的环或盘。它看起来只是个不起眼的斑点，亮度比洛威尔预测的低得多。这意味着它很小，或者很暗。由于洛威尔学派的天文学家认为冥王星的质量大得足以扰动行星，所以他们猜测它的反射率为0.07，即它只反射到达其表面的光线中的7%。这个反射率与沥青或水星的差不多，在已知行星中为最低。如果这是正确的，那么冥王星的直径就应该是大约8000千米，约为地球直径的60%。而且，观测结果显示，冥王星的轨道很扁，扁度远超其他任何行星。
几乎与此同时，一些天文学家开始质疑冥王星的行星地位。发现冥王星的消息宣布不到一个月，美国天文学家洛斯金勒在1930年4月14日的美国《纽约时报》上发表文章，认为冥王星的暗度和很高的轨道偏心率使得它更像是一颗小行星或彗星，“洛威尔天文台的观测，证实了我们4月5日宣布的可能的高偏心率。各种可能性中包括：它（冥王星）是一颗较大的小行星，在轨道中因一颗大行星例如木星的接近而被严重扰动；它也可能是尚待发现的许多长周期类行星天体之一，还可能是一颗明亮的彗星类天体”。
针对上述文章，哈佛天文台主任夏普利说：“冥王星是小行星和彗星都无法与之相比的太阳系成员之一。对宇宙进化论来说，它的重要性可能比海王星轨道外的另一颗主要行星还大。”1931年，使用数学公式，美国天文学家布朗宣称：天王星轨道的所谓不规则，可能并非源于一颗更遥远行星的引力效应，因此，洛威尔的预测“纯属巧合”。
20世纪中期，冥王星的估计质量被不断下调。1931年，根据冥王星被假定的对大行星的影响（与地球的影响差不多），两名美国天文学家估算出冥王星的质量为地球的91%。1942年，基于同样的假设，美国海军天文台一位学者算出的冥王星质量也与此相似。1949年，美国天文学家柯伊伯运用美国帕罗马山天文台的500厘米望远镜对冥王星进行了观测，并得出结论：冥王星的质量在水星和火星之间，最可能为地球质量的10%。
1973年，基于冥王星与海王星卫星特里同（海卫一）之间周期和亮度变化幅度的相似性，美国天文学家洛宁斯猜测冥王星的质量与特里同的相仿（这一判断其实早在1934年就被两位美国天文学家提出，并且它是正确的）。但由于20世纪70年代天文学家估计特里同的质量（也就是冥王星的质量）约为地球-月球系统的2.5%（而实际上特里同或冥王星的质量根本没这么大），因此包括洛宁斯在内，当时的天文学家对冥王星质量的估计值是错的。也就是说，当时对冥王星质量的估计值严重偏高。尽管如此，洛宁斯最终却还是下了一个现在看来是正确的结论：冥王星不是X行星（言下之意，它的质量太小，达不到行星标准）。1976年，美国夏威夷大学的3位科学家分析了来自冥王星表面的光谱，判定冥王星表面一定包含反射性很强的甲烷冰。这意味着冥王星根本就不暗，而是很亮，因此冥王星质量很可能不超过地球的1%。
冥王星的质量最终在1978年被确定。这一年，美国天文学家克里斯蒂发现了冥王星的卫星卡戎（冥卫一）。他与美国海军天文台的哈林顿一起，通过观测卡戎环绕冥王星的轨道运动，直接测出冥王星的质量为1.31×1022千克，约为地球质量的1/500，或者为月球质量的1/6。对于解释观测到的外行星轨道不规则来说，这个质量实在是太小了。由此，洛威尔的“预测”被证实为巧合：如果真的存在X行星，那它也不是冥王星。
