ใครจะคิดว่าดาวพลูโต สมาชิกระบบสุริยะที่อยู่ไกลสุดกู่และหนาวเหน็บถึง -230 องศาเซลเซียส อาจมีมหาสมุทรที่เป็นของเหลวอยู่เหมือนกัน
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ ซานตาครูซ ได้สร้างแบบจำลองของดาวพลูโตใหม่ โดยพิจารณาถึงความร้อนที่แกนกลางที่จะเกิดขึ้นจากกัมมันตรังสี พบว่าลึกลงไปใต้ผิวน้ำแข็งของพลูโต อุณหภูมิน่าจะสูงพอที่จะทำให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลวได้
มหาสมุทรบนพลูโตนี้ไม่ใช่มหาสมุทรบนพื้นผิวอย่างบนโลก แต่เป็นมหาสมุทรใต้พื้นผิว มหาสมุทรนี้อาจมีความหนาถึง 100-170 กิโลเมตร และอยู่ลึกลงไปใต้ผิวน้ำแข็งถึง 200 กิโลเมตร 
พลูโตไม่ใช่ดวงแรกที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าจะมีมหาสมุทรใต้พิภพ ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ไททันและเอนเซลาดัสของดาวเสาร์ ก็เชื่อกันว่ามีมหาสมุทรใต้พิภพเช่นกัน
ความร้อนในใจกลางพลูโตเกิดขึ้นมาจากการสลายของสารกัมมันตรังสีที่อยู่ในก้อนหินที่ใจกลางพลูโต โดยเฉพาะโพแทสเซียม-40 นักวิทยาศาสตร์ผู้วิจัยเรื่องนี้อธิบายว่า เงื่อนไขนี้เกิดขึ้นได้ไม่ยากเย็นนัก ขอเพียงแต่ให้หินที่แกนกลางของดาวพลูโตมีโพแทสเซียมกัมมันตรังสีอย่างน้อยหนึ่งร้อยส่วนในพันล้านส่วนก็พอ (หินบนโลกเรามีโพแทสเซียมปะปนอยู่หนึ่งในหมื่นส่วน) และหินในพลูโตนั้นก็ต้องรวมกันอยู่ที่แกนกลางและมีน้ำแข็งหุ้มอยู่เป็นเปลือกนอกของดาว
อย่างไรก็ตาม เรื่องมหาสมุทรใต้พิภพของพลูโตนี้ ยังคงเป็นทฤษฎีที่อยู่บนแผ่นกระดาษเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีหลักฐานมาสนับสนุนแม้แต่ชิ้นเดียว เพราะยังไม่เคยมียานลำไหนไปสำรวจดาวเคราะห์แคระดวงนี้ในระยะใกล้เลย แต่ความหวังที่จะได้พิสูจน์เรื่องนี้ก็อยู่อีกไม่ไกลนัก เพราะในปี 2558 ยานนิวเฮอร์ไรซอนส์ จะเดินทางไปถึงดาวพลูโต เมื่อถึงเวลานั้นก็จะได้รู้กันว่าเรื่องนี้เป็นไปได้หรือไม่
สมบัติของน้ำอย่างหนึ่งคือ เมื่ออุณหภูมิลดลงจนถึงถึงจุดเยือกแข็งจะขยายตัวขึ้น และเมื่อเป็นน้ำแข็งแล้ว หากอุณหภูมิลดลงไปอีกจะเริ่มหดลง
ดาวพลูโตมีอุณหภูมิลงลงอย่างช้า ๆ ในช่วงเวลาหลายล้านปีที่ผ่านมา น้ำแข็งที่ขั้วดาวจึงพอกพูนหนาขึ้น หากดาวพลูโตมีมหาสมุทร พื้นผิวจะต้องมีรอยปริแตกให้เห็นซึ่งเกิดจากการขยายตัวของน้ำขณะกลายเป็นน้ำแข็ง รอยปริแตกของน้ำแข็งจึงเป็นหลักฐานสำคัญที่จะพิสูจน์ว่าใต้ผิวน้ำแข็งของพลูโตมีมหาสมุทรอยู่จริงหรือไม่