คารอน เป็นบริวารดวงที่ใหญ่ที่สุดของดาวพลูโต มีขนาดเกือบเป็นครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต และโคจรอยู่ใกล้ดาวพลูโตมาก ในทศวรรษ 1980 มีการศึกษาที่บ่งชี้ว่าวัตถุสองดวงนี้อาจมีการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างกัน แต่ในขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าทั้งสองดวงนี้มีบรรยากาศที่ประกอบด้วยมีเทนเป็นส่วนใหญ่ และแก๊สนั้นก็หลุดออกจากดาวด้วยความเร็วสูง
จากการศึกษาในระยะหลังพบว่าบรรยากาศของพลูโตประกอบด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นแก๊สที่หนักกว่ามีเทน ดังนั้นอัตราการหลุดหนีจึงต่ำกว่าที่เคยคิดไว้
คณะนักดาราศาสตร์คณะหนึ่งนำโดยรอเบิร์ต จอห์นสัน จากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในชาร์ลอตส์วีลล์ ได้สร้างแบบจำลองบรรยากาศชั้นบนของดาวพลูโตใหม่ โดยคำนึงถึงการกระทบกระทั่งกันเองของโมเลกุลไนโตรเจนด้วย
ผลการจำลองแสดงว่าบรรยากาศของดาวพลูโตอบอุ่นกว่าที่คิดไว้ และอาจหนากว่าที่มีการประเมินไว้ก่อนหน้านี้ถึงสามเท่า
นั่นหมายความว่าบรรยากาศนี้จะแผ่จากพื้นผิวไปไกลมากจนบางส่วนหลุดไปสู่สนามการคว้าจับของคารอนจนสร้างเป็นชั้นบรรยากาศบางๆ ของตนเอง
ระบบดาวเคราะห์ของพลูโตเป็นเป้าหมายการสำรวจของยานนิวเฮอไรซอนส์ของนาซาซึ่งจะเดินทางไปถึงในเดือนกรกฎาคมปีหน้า ยานลำนี้ติดเครื่องมือที่ตรวจวัดบรรยากาศของคารอนได้ หากว่ามีอยู่จริง ก็จะรู้ได้ว่าบรรยากาศของคารอนมีองค์ประกอบเป็นอย่างไร ซึ่งจะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่าบรรยากาศนี้ดึงมาจากดาวพลูโตจริงหรือไม่ หรืออาจเกิดจากกลไกอื่น เช่นเกิดจากแก๊สภายในคารอนที่พ่นออกจากปากกีย์เซอร์แล้วก่อเป็นบรรยากาศ นอกจากนี้ การศึกษาในระยะหลังได้แสดงว่าหากมีดาวหางพุ่งชนคารอนก็อาจจะคายแก๊สออกมาและจับเป็นก้อนปกคลุมดวงจันทร์ดวงนี้เป็นเวลาสั้น ๆ ได้เช่นกัน
หากพลูโตและคารอนใช้บรรยากาศร่วมกันจริงระบบนี้จะเป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยมของการแสดงการถ่ายเทแก๊สระหว่างวัตถุสองชิ้นในอวกาศ ซึ่งจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ปรับปรุงแบบจำลองปรากฏการณ์ลักษณะนี้ที่เกิดขึ้นในที่อื่นในดาราจักรได้ด้วย
จากการศึกษาในระยะหลัง
คณะนักดาราศาสตร์คณะหนึ่งนำโดย
ผลการจำลองแสดงว่า
นั่นหมายความว่าบรรยากาศนี้จะแผ่จากพื้นผิวไปไกลมากจนบางส่วนหลุดไปสู่สนามการคว้าจับของคารอนจนสร้างเป็นชั้นบรรยากาศบาง
ระบบดาวเคราะห์ของพลูโตเป็นเป้าหมายการสำรวจของยานนิวเฮอไรซอนส์ของนาซา
หากพลูโตและคารอนใช้บรรยากาศร่วมกันจริง