Số liệu gửi về từ tàu vũ trụ New Horizons của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) cho thấy, lớp khí bao bọc xung quanh hành tinh lùn kéo dài khoảng 1.000 dặm (hơn 1.600 km) bên ngoài không gian, xa hơn rất nhiều so với bầu khí quyển của Trái Đất.

Lớp khí quyển của hành tinh chúng ta chỉ có độ cao 75 dặm (tương đương 120 km), tính từ mặt đất. Như vậy, khí quyển của sao Diêm Vương (Pluto) lớn gấp 13 lần so với Trái đất. Theo quan sát trước đây, các nhà khoa học ước tính độ dài bầu khí quyển của Pluto chỉ vào khoảng 170 dặm.

Khoảng một giờ sau khi bay ngang hành tinh lùn Pluto, tàu New Horizons đã sử dụng máy ghi quang phổ Alice của mình để thu thập thông tin về bầu khí quyển. Dữ liệu này chỉ lấy được trong khoảng thời gian nhất định, khi mà New Horizons bay qua vùng tối của sao Diêm Vương, trong lúc phần còn lại của hành tinh này đang được Mặt trời chiếu sáng.

Nhờ điều kiện đặc biệt này, các máy ghi quang phổ mới có thể đo được bước sóng của ánh sáng từ Mặt trời, được lọc qua bầu khí quyển của Pluto. Thay đổi của bước sóng đã giúp các nhà nghiên cứu tìm ra những nguyên tố hóa học cấu tạo nên bầu không khí của sao Diêm Vương. Theo đó, ở độ cao nhất định, khí quyển sẽ được bao phủ bởi các phân tử nitơ. Gần bề mặt hơn một xíu là hỗn hợp metan + nitơ, cuối cùng, gần sát mặt đất là những hydrocacbon.

Theo NASA, một phần đáng kể của hỗn hợp khí này hiện vẫn đang tiếp tục thoát ra ngoài không gian, với khoảng 500 tấn nguyên liệu mỗi giờ. Bà Fran Bagenal - thành viên nhóm nghiên cứu NASA cho rằng, các chất khí trong khí quyển của Pluto đang vơi đi một phần do lực hấp dẫn yếu trên hành tinh này. Gió Mặt trời cũng là một trong những yếu tố dẫn đến hiện tượng nói trên. Tàu New Horizons cụ thể đã tìm thấy một “cái đuôi” ion hóa đằng sau Pluto, đó là kết quả từ những cuộc và chạm của khí trên sao Diêm Vương với gió Mặt trời.

Ngay lúc này, khi mà New Horizons đã cách hành tinh lùn hơn 2 triệu dặm, chỉ 1-2% dữ liệu được gửi về Trái đất. Dự kiến phải mất đến 16 tháng thì toàn bộ thông tin thu thập được mới có thể được đưa về. Khi ấy, sẽ có rất nhiều điều mà chúng ta chưa biết về sao Diêm Vương sẽ được tiết lộ.