A törpebolygó a Naprendszerben keringő égitestek egyik típusa, átmenetet képez a bolygók és a kisbolygók között. Olyan égitest, amely a Nap körül kering (azaz nem egy másik bolygó holdja), elegendően nagy tömegű ahhoz, hogy kialakuljon a hidrosztatikai egyensúlyt tükröző alak, vagyis alakja a gömbéhez közeli és nem söpörte tisztára a pályáját övező térséget. Ezt az égitest típust 2006-ban a Nemzetközi Csillagászati Unió XXVI. kongresszusán határozták meg Prágában. Alkategóriája a plutoida, mely a Neptunusz pályáján túl keringő törpebolygót jelöl. Négy tagja ismert, a Pluto, a Makemake, a Haumea és az Eris (2003 UB313). (A Ceres, mivel egyedüli a kisbolygóövben, nem képez alkategóriát.) A törpebolygó égitesttípust a Nemzetközi Csillagászati Unió (International Astronomical Union, IAU) 2006. augusztus 14. és augusztus 25. között Prágábanmegrendezett huszonhatodik kongresszusán úgy határozták meg, hogy a törpebolygó egy olyan égitest, amely: közvetlenül a Nap körüli pályán kering, elég masszív ahhoz, hogy gravitációs erők formálják ki alakját (gömbhöz közeli alakúra), semmint hogy pusztán mechanikai erőhatások formálják (pl. ellipszoidalakúra), a keringési pályáját nem tisztította meg a kisebb törmelékektől. Még jobban kifejezve ez egy, a bolygókhoz közeli tömegű égitest, melynek tömege elegendő ahhoz, hogy akkora belső nyomás alakuljon ki a belsejében, hogy a hidrosztatikus egyensúly közel gömb alakúra formálja, de még nem elegendő ahhoz, hogy a pályáján minden törmeléket magához vonzzon, vagy kilökjön onnan. A bolygóktól elkülönülő égitesttípus szükségessége tulajdonképpen már a Pluto felfedezésekor felmerült, mivel annak tömege, pályája is nagy mértékben különbözik a többi bolygóétól, viszont a kisbolygók közé sem illett. 2003-ban és 2005-ben viszont a viták a Sedna és az Eris felfedezésével kiújultak, azok besorolása miatt, s ennek eredményéül született meg a törpebolygó kategória 2006-ban. A meghatározás és a besorolások azonban a csillagászok között további vitát szítottak, azokat korántsem egyhangúlag fogadták el. A Pluto kizárása a bolygók sorából egyesek szerint már szükségessé vált, mint, ahogyan azt Mike Brown, az Eris törpebolygó felfedezője is állította, ugyanakkor a törpebolygó kifejezést (angolul: dwarf planet) 1990-ben létrehozó Alan Stern nem értett egyet a döntéssel. A Nemzetközi Csillagászati Unió jelenleg öt törpebolygót ismer el hivatalosan. Ugyanakkor ezen égitestek közül csak a Ceres és a Pluto rendelkezik annyi megfigyelésssel, azok alapján biztosan megállapítható róluk az, hogy megfelelnek a fentebbi definíciónak, különösen annak harmadik pontjának. Mivel az Eris törpebolygó jóval nagyobb sűrűségű, mint a Pluto, ezért ezt is elfogadták törpebolygóként. Rajtuk kívül még két égitestről (a Makemake és a Haumeatörpebolygókról) feltételezik általánosan, hogy megfelelnek, ezért egyelőre csak ezeket fogadta el a szervezet törpebolygóként. Ezeken kívül azonban egyes feltételezések szerint több száz törpebolygó is keringhet a Naprendszeren belül, akár a kisbolygók között is, akár távolabbi pályákon. Becslések szerint a Kuiper-övés az azon túli területek részletesebb feltérképezésével 2000 fölé is emelkedhet a potenciális törpebolygók száma. Mike Brown 2011. augusztusában publikált műve alapján 390 égitestről feltételezhető, hogy megfelel a fentebbi követelményeknek. Brown művében az említett öt égitesten felül még négyet (a (225088) 2007 OR10, a Sedna, a Quaoar és az Orcus (2004 DW)) javasolt felvenni a törpebolygók körébe, de ezenfelül még legalább egy tucatnyiról erősen valószínűsítette, hogy megfeleltethetők a követelményeknek. A 21. század eleji felfedezések időszakáig a csillagászoknak nem volt különösebb szükségük arra, hogy pontosan körülírják a bolygók fogalmát és kritériumait. A Pluto 1930-as felfedezésével a Naprendszer bolygóinak száma kilencre emelkedett, valamint a többi naprendszeren belüli égitestek számát az aszteroidákkal és az üstökösökkel együtt több ezerre becsülték. Közel 50 éven keresztül a Plutóról azt hitték, hogy nagyobb méretű, mint a Merkúr, de a Pluto egyik holdjának, a Charonnak az 1978-as felfedezésével lehetővé vált, hogy jóval pontosabb méréseket tudjanak elvégezni a bolygó valós méreteivel kapcsolatban és a tudósok ez alapján képesek lettek meghatározni, hogy a bolygó jóval kisebb, mint azt az előző becslések alapján gondolták. A Plutónak durván huszadannyi a tömege, mint a Merkúré, amely alapján a Pluto lett messze a legkisebb bolygó a naprendszeren belül. Annak ellenére, hogy közel tízszer akkora a sűrűsége, mint az Aszteroida-öv legnagyobb tagjának, mégis a Föld bolygóhoz tartozó Hold tömegének csak egy ötöde a tömege. Sőt mi több, a Pluto rendelkezik még néhány további sajátos jellemzővel is, mint például a keringési excentricitása, illetve a nagy keringési pályaelhajlás, amelyek alapján evidenssé vált, hogy rendkívül eltér a többi bolygótól. Az 1990-es években a csillagászok sorra fedezték fel a Plutón túli kisebb égitestek övezetét, a Kuiper-övet, amely jóval a Plutón túli területekre terjed ki. Sokuk felfedezése egyre közelebb hozta annak az elképzelésnek a létrejöttét, miszerint a Pluto valójában egy másik típusú bolygócsalád egyik legnagyobb tagja, a plutoidáké. Ez a felfedezés számos csillagászt arra vezetett, hogy a Plutót már ne sorolja be a klasszikusan vett bolygók közé. Számos elnevezés született azon kisméretű, a Naprendszeren belül keringő égitestek megnevezésére, melyeket ma törpebolygóknak hívunk. Néhány ezek közül a kisbolygó, a félbolygó, a planetoid, melyek elterjedése nem vált közkeletűvé. 2005-ben a tudományos irodalomban több, a Plutóval összevethető tulajdonságokkal rendelkező égitest létezéséről is beszámoló jelent meg, ezek a Quorar, a Sedna és az Eris voltak. Ezért egyre nyilvánvalóbbá vált, hogy a bolygókról alkotott eddigi elképzeléseinket át kell formálni az újabb felfedezések tükrében. 2006-ban az Eris törpebolygóról még azt állították egyes nem hivatalos források, hogy az a Naprendszer tizedik bolygója lehet, mivel mérete némiképp nagyobb, mint a Plutóé. Ennek tisztázására összeült a Nemzetközi Csillagászati Unió gyűlése 2006 augusztusában, Prágában, hogy megvitassák a kialakult helyzetet. Az IAU elsődleges változatai még arról szóltak, hogy az Eris, a Ceres és a Charon a bolygók listáján szerepeljenek. Számos csillagász elfogadta ezen indítványt, de ekkor az uruguayi születésű Julio Ángel Fernández felvetette, hogy hozzanak létre egy köztes kategóriát, amelybe a Charon kivételével beletartozna a Pluto, a Ceres és az Eris is, amely kategóriát planetezimáloknak neveznék. A Charonnak a listáról való levételével, valamint azzal a meghatározással, hogy ezek az égitestek nem lehetnek akkora tömegűek, hogy megtisztítsák keringési pályájukat, a javasolt kategória már közelebb állt a most elfogadottnak tekintett meghatározásokhoz. Az IAU döntése alapján a végső meghatározások a következők lettek: Bolygók, amelyek a) olyan égitestek, amelyek a Nap körül keringenek, b) elegendően nagy tömeggel rendelkeznek ahhoz, hogy formájuk a hidrosztatikus egyenlőségek miatt közel gömb formájú legyen, illetve c) elegendő tömegűek ahhoz, hogy keringési pályájukat képesek legyenek megtisztítani az ott található törmelékektől. Törpebolygók, melyek olyan égitestek, amelyek a Nap körül keringenek, valamint rendelkeznek akkora tömeggel, hogy félgravitációs vonzás alakuljon ki rajtuk, amely hidrosztatikus egyenlőséget hoz létre felszínükön. Egyéb égitestek, amelyek a Nap körüli pályán keringenek és összefoglaló néven kis naprendszeri égitesteknek hívjuk őket (természetesen ebbe a mesterséges objektumok, pl. a műholdak nem tartoznak bele). Maga a törpebolygó kifejezés valójában kissé félrevezető, hiszen nyelvtani és jelentéstani szempontból azt sugallja, hogy tulajdonképpen bolygókról van szó. A Nemzetközi Csillagászati Unió 5A jelű megoldásában, valamint az 5B megoldásban azt taglalják, hogy a törpebolygók valójában a bolygók egyik alcsoportja, megkülönböztetve őket ezáltal a többi nyolc, úgynevezett "klasszikus" bolygótól. Ebben az értelemben nyolc "klasszikus" bolygóról, illetve négy további törpebolygóról beszélhetünk akkor, amikor bolygókról esik szó. Ugyanakkor az 5B megoldás némiképp aláássa az 5A megállapodás egyes pontjait, ezért a törpebolygó kategóriát emiatt csak félig tekinthetjük hivatalosan elfogadott indítványnak. Nyelvtanilag félrevezető a törpebolygó megfogalmazás, amely valójában egy olyan égitestet jelöl, amelyik nem is tartozik a hagyományos értelemben vett bolygók közé, ugyanakkor a törpecsillag például azért nem jó, mert ezen égitestek nem csillagok, ezért különböző alternatívaként felmerült még a nanobolygó, illetve a félbolygó kifejezés is. Ennek ellenére a törpebolygó kifejezés azóta már túlságosan elterjedtté vált, ezért ezen már valószínűleg késő változtatni. Ezen kifejezés voltaképpen párhuzamos jelentésű a kisbolygó kifejezéssel, amely szintén nem egy bolygótípust jelöl. A különböző nyelvekben szintén felmerül ennek a kérdéskörnek a problémája; a törpebolygó szóösszetétel ugyanis a következőképpen fest különböző nyelveken: franciául planète naine, németül Zwergplanet, oroszul карликовая планета karlikovaya planeta, arab nyelven kaukab qazm, kínaiul ǎixíngxīng. A japán szóösszetétel viszont ebben a tekintetben kivételnek számít, mivel ott ez a kifejezés így hangzik: junwakusei , ahol a wakusei a 'bolygó' jelentéssel bír, míg a jun- előtag nagyjából annyit jelent: majdnem, vagy szub-. Szóval japánul a törpebolygókat szubbolygóknak, vagy "majdnem bolygóknak" hívják. A modern latin szóhasználatban a planetulus, vagy planetion kifejezést használják, amely a görög planéta, vagyis bolygó kicsinyítőképzős alakja, melynek jelentése: kisbolygó.

Az IAU öt égitestet kategorizál törpebolygóként:

  1. Ceres– felfedezve: 1801. január 1-jén, ettől fogva fél évszázadon át bolygóként tartották számon, majd visszaminősítették aszteroidává; törpebolygóvá minősítve: 2006. szeptember 13-án
  2. Pluto– felfedezve: 1930. február 18-án, ettől kezdve 76 éven át bolygóként volt nyilvántartva; törpebolygóvá minősítve: 2006. augusztus 24-én
  3. Eris– felfedezve: 2003. október 21-én, a média rövid ideig a tizedik bolygóként említi; törpebolygóvá minősítve: 2006. szeptember 13-án
  4. Haumea- felfedezve: 2004. december 28., törpebolygóvá minősítve: 2008. szeptember 17.
  5. Makemake– felfedezve: 2005. március 31-én, törpebolygóvá minősítve: 2008. július 11-én.

 

Alan Stern és Harold F. Levison bemutatták a lambda paramétert, amely kifejezi a valószínűségét egy másik testtel való találkozásnak, amely a pálya elhajlását okozhatja. Stern modelljében e paraméter értéke négyzetesen arányos a tömeggel és fordítottan arányos a keringési idővel. Ezek alapján a kapott értékek alkalmasak arra, hogy abból megbecsüljék azt, hogy az adott égitest mekkora pályatisztítási képességgel bír, ahol a lambda 1 képes erre. Az öt magnitúdójú testeknél egy rés keletkezett így a Föld típusú bolygók és a Kuiper-öv aszteroidái közt.Ezt a paramétert használva Steven Soter csillagász ezért felemelte szavát annak érdekében, hogy megkülönböztessék a törpebolygók ezen képességének hiányát a Föld típusú bolygókkal szemben, amely alapján a bolygók azok az égitestek, amelyek képesek arra, hogy eltüntessék keringési pályájukról a kisebb égitesteket és törmelékeket; elsősorban összeütközés, gravitációs pályaeltérítés és üldözés által, míg a törpebolygók minderre képtelenek méreteik miatt. Soter ezen megfigyelésein továbbhaladva eljutott odáig, hogy létrehozza a planéta diszkriminánst, melyet mu jellel jelölt és amely kifejezi a tapasztalati értékét a keringési pálya megtisztítottsági fokának. Elegendő belső nyomás, mely a test tömegének vonzásából ered képes a testet képlékennyé tenni és a sikeres képlékenység teret ad nagy emelkedéseknek és süllyedéseknek, valamint, hogy a pórusok kitöltődjenek, melyet gravitációs relaxációnak nevezünk. Azok a testek, melyek csak pár kilométernyi kiterjedésűek nem rendelkeznek gravitációs vonzással, ezért alakjuk szögletes. A nagyobb testeknél, melyeknél már megjelenik a gravitációs erő, de az nem igazán számottevő, ott krumpli alak jelenik meg, vagyis minél nagyobb a test tömege és mérete, annál nagyobb a belsejéből eredő gravitáció, annál gömbölyűbb az alakja, míg el nem éri a maximumát a hidrosztatikus egyensúlynak. Ez a törpebolygók meghatározásához szükséges határvonal. Mikor egy test eléri a hidrosztatikus egyensúly állapotát, felszínét valószínűleg teljesen elborítja a folyadék, természetesen a kisebb krátereket, hasadékokat leszámítva. Amennyiben a test nem forog, akkor ez a szint sík, de minél gyorsabban forog egy adott test, annál inkább összenyomott és egyenlőtlen oldalúvá válik ez a réteg. Amennyiben az egész rotáló test felmelegszik és anyagai folyékonnyá válnak, akkor alakja nem változik meg. Egy különösen szélsőséges példája ennek a hidrosztatikus egyensúlynak a Haumea, amely kétszer olyan hosszú a fő tengelyénél, mint a sarkoknál számítva. A törpebolygók minimális, illetve maximális tömegét egyelőre nem határozta meg a Nemzetközi Csillagászati Unió. Egyelőre nincs meghatározva az, hogyha egy test nagyobb, illetve sűrűbb, mint például a Merkúr, de nem tisztította meg a keringési síkját a törmelékektől, akkor az törpebolygónak minősül-e, avagy sem. Az Aszteroida-övön belüli második legsűrűbb égitest, a Ceres törpebolygóvá minősítése után nem sokkal a Vesta is be lett sorolva a törpebolygók kategóriájába, mert alakja alapján elkülönül a hidrosztatikus egyensúlyi állapotban lévő testek alakjától, mivel nem sokkal megszilárdulása után egy nagyobb meteorbecsapódás érte felszínét. A törpebolygók fogalmának meghatározásakor nem vették figyelembe ezt az eshetőséget. A Dawn űrjármű Vesta körül végzett 2011. júliusi próbaútja talán segíthet tisztázni ezt a kérdéskört. Számos Neptunuszon túli égitestről úgy gondolják a szakemberek, hogy felszínüket jég borítja és egyenlítői átmérőjük is csak mintegy 400 kilométer körül lehet, ami nagyjából 3%-a a Föld átmérőjének, melyek elérték a gravitációs egyensúlyi állapotot, amely alapján a Föld-tipusú bolygókon belül a törpebolygó alkategóriához tartoznak. Annak ellenére, hogy csak durva becsléseink voltak ezen égitestek valós méreteiről még 2011-ben is, mégis számos kutató úgy véli, hogy a Neptunusz bolygón túli égitestek közt számos törpebolygó akad. Egy kutatócsoport felderített mintegy harminc darabot ezek közül és úgy vélik, hogy a Kuiper-övön belül, illetve annak határától jóval távolabb még további 200 törpebolygó felfedezése várható.