Under en elegant kontorsbyggnad med ett rött tegeltak i spansk stil i Pasadena, Kalifornien, tre slitna förråd skyddar mer än ett sekel av astronomi. Nedför trappan och till höger är en källare av förundran. Det finns otaliga trälådor och lådor, staplade golv till tak, med teleskopplattor, solfläcksteckningar och andra uppteckningar. En svag ammoniakliknande lukt, påminner om gammal film, fyller luften.

Som vaktar ett förråd finns en kort svart dörr med en skylt som säger "Den här dörren ska hållas stängd."

Carnegie Observatories är värd för 250, 000 fotografiska plattor tagna vid Mount Wilson, Palomar och Las Campanas observatorier, spänner över 100 år. I deras storhetstid, Mount Wilson 60-tums och 100-tums teleskopen – det större såg sitt första ljus den 1 november, 1917 – var de mest kraftfulla instrumenten i sitt slag. Varje outplånlig förändrade mänsklighetens förståelse av vår plats i kosmos. Men dessa tekniska underverk var före sin tid – i ett fall, fånga tecken på avlägsna världar som inte skulle kännas igen på ett sekel.

Mount Wilson är platsen där några av de viktigaste upptäckterna om vår galax och universum gjordes i början av 1900-talet. Det var här Edwin Hubble insåg att Vintergatan inte kan vara omfattningen av vårt universum, eftersom Andromeda (eller M31) är längre bort än de mest avlägsna delarna av vår galax. Den fotografiska plattan från 100-tums Hooker Telescope från 1923, som fångade denna monumentala insikt, är sprängd som en enorm affisch utanför Carnegies förråd.

Hubble och Milton Humason, vars Mount Wilson-karriär började som vaktmästare, arbetade tillsammans för att utforska universums expanderande natur. Med hjälp av de legendariska teleskopen, samt data från Lowell Observatory i Flagstaff, Arizona, de insåg att galaxhopar rör sig bort från varandra – och de mer avlägsna galaxerna rör sig bort från varandra med högre hastigheter.

Men det finns en mycket mindre känd, 100 år gammal upptäckt från Mount Wilson, en som var oidentifierad och ouppskattad tills nyligen. Det är faktiskt:Det första beviset på exoplaneter.

En deckare

Det började med Ben Zuckerman, professor emeritus i astronomi vid University of California, Los Angeles. Han förberedde ett föredrag om sammansättningen av planeter och mindre steniga kroppar utanför vårt solsystem för ett symposium i juli 2014 på inbjudan av Jay Farihi, som han hade hjälpt till att handleda när Farihi var doktorand vid UCLA. Farihi hade föreslagit att Zuckerman skulle prata om föroreningen av vita dvärgar, som är svaga, döda stjärnor som huvudsakligen består av väte och helium. Genom "föroreningar, "astronomer menar tunga element som invaderar fotosfärerna - de yttre atmosfärerna - av dessa stjärnor. Saken är den, alla de extra elementen borde inte finnas där – den vita dvärgens starka gravitation borde dra in elementen i stjärnans inre, och utom synhåll.

Den första förorenade vita dvärgen som identifierades kallas van Maanens stjärna (eller "van Maanen 2" i den vetenskapliga litteraturen), efter dess upptäckare Adriaan van Maanen. Van Maanen hittade detta föremål 1917 genom att se dess subtila rörelse i förhållande till andra stjärnor mellan 1914 och 1917. Astronomen Walter Sydney Adams, som senare skulle bli direktör för Mount Wilson, fångade spektrumet – ett kemiskt fingeravtryck – av van Maanens stjärna på en liten glasplatta med Mount Wilsons 60-tums teleskop. Adams tolkade spektrumet som en stjärna av F-typ, förmodligen baserat på närvaron och styrkan av kalcium och andra absorptionsegenskaper av tunga element, med en temperatur något högre än vår sol. 1919, van Maanen kallade det en "mycket svag stjärna".

I dag, vi vet att van Maanens stjärna, som är cirka 14 ljusår bort, är den vita dvärgen som ligger närmast jorden som inte är en del av ett binärt system.

"Den här stjärnan är en ikon, " sade Farihi nyligen. "Det är den första i sitt slag. Det är verkligen prototypen."

Medan han förberedde sitt föredrag, Zuckerman hade vad han senare kallade ett "äkta 'eureka'-ögonblick." Van Maanens stjärna, omedvetet för astronomerna som studerade det 1917 och de som tänkte på det i decennier efter, måste vara det första observationsbeviset för att exoplaneter existerar.

Vad har detta med exoplaneter att göra?

Tunga element i stjärnans yttersta lager kunde inte ha producerats inuti stjärnan, eftersom de omedelbart skulle sjunka på grund av den vita dvärgens intensiva gravitationsfält. När fler vita dvärgar med tunga element i sina fotosfärer upptäcktes på 1900-talet, forskare kom att tro att de exotiska materialen måste ha kommit från det interstellära mediet – med andra ord, element som svävar i utrymmet mellan stjärnorna.

Men 1987 mer än 70 år efter Mount Wilson-spektrumet av van Maanens Star, Zuckerman och hans kollega Eric Becklin rapporterade ett överskott av infrarött ljus runt en vit dvärg, som de trodde kunde komma från en svag "misslyckad stjärna" som kallas brun dvärg. Detta var, år 1990, tolkas som en het, dammig skiva som kretsar kring en vit dvärg. I början av 2000-talet, en ny teori om förorenade vita dvärgar hade dykt upp:Exoplaneter kunde trycka små steniga kroppar mot stjärnan, vars kraftfulla gravitation skulle pulverisera dem till stoft. Det där dammet, som innehåller tunga element från den sönderrivna kroppen, skulle då falla på stjärnan.

"Sammanfattningen är:om du är en asteroid eller komet, du kan inte bara ändra din adress. Du behöver något som rör dig, "Sade Farihi. "Överlägset, de största kandidaterna är planeter för att göra det."

NASA:s Spitzer Space Telescope har varit avgörande för att utöka fältet av förorenade vita dvärgar som kretsar runt av heta, dammiga skivor. Sedan lanseringen 2004, Spitzer har bekräftat cirka 40 av dessa speciella stjärnor. Ett annat rymdteleskop, NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer, upptäckte också en handfull, vilket ger det totala antalet upp till cirka fyra dussin kända idag. Eftersom dessa föremål är så svaga, infrarött ljus är avgörande för att identifiera dem.

"Vi kan inte mäta den exakta mängden infrarött ljus som kommer från dessa objekt med hjälp av teleskop på marken, " sa Farihi. "Spitzer, specifikt, spräng det här vidöppet."

Stödjer den nya "dammiga disk"-teorin om dragna vita dvärgar, under 2007, Zuckerman och kollegor publicerade observationer av en vit dvärgatmosfär med 17 element - material som liknar de som finns i Jord-Månesystemet. (Den framlidne UCLA-professorn Michael Jura, som gjorde avgörande bidrag till studiet av förorenade vita dvärgar, var en del av detta team.) Detta var ytterligare bevis på att åtminstone en liten, stenig kropp – eller till och med en planet – hade slitits sönder av en vit dvärgs gravitation. Forskare är nu generellt överens om att en enda vit dvärgstjärna med tunga element i sitt spektrum sannolikt har minst ett stenigt skräpbälte - resterna av kroppar som kolliderade våldsamt och aldrig bildade planeter - och förmodligen minst en större planet.

Så, tunga element som råkade sväva i det interstellära mediet kunde inte förklara observationerna. "Omkring 90 år efter van Maanens upptäckt, astronomer sa, 'Oj, denna interstellära ackretionsmodell kan omöjligen vara rätt, ", sa Zuckerman.

Jagar spektrumet

Inspirerad av Zuckerman, Farihi blev förtjust i tanken att någon hade tagit ett spektrum med de första bevisen på exoplaneter 1917, och att det måste finnas ett register över den observationen. "Jag fick tänderna i frågan och jag ville inte släppa taget, " han sa.

Farihi nådde ut till Carnegie Observatories, som äger Mount Wilson-teleskopen och skyddar deras arkiv. Carnegies chef John Mulchaey satte volontären Dan Kohne på fallet. Kohne grävde igenom arkiven och, två dagar senare, Mulchaey skickade Farihi en bild av spektrumet.

"Jag kan inte säga att jag blev chockad, uppriktigt sagt, men jag blev glatt blåst ur min plats för att se att signaturen fanns där, och kunde ses även med det mänskliga ögat, sa Farihi.

Spektrumet av van Maanens Star som Farihi hade begärt finns nu i en liten arkivfodral, märkt med det handskrivna datumet "1917 24 okt" och en modern gul klisterlapp:"möjligen första uppteckningen av en exoplanet."

Cynthia Hunt, en astronom som fungerar som ordförande för Carnegies historiekommitté, tog ut glasplattan ur kuvertet och placerade den på en tittare som lyste upp den. Spektrum i sig är bara ungefär 1/6 tum, eller en bit över 0,4 centimeter.

Även om tallriken verkar omärklig vid första anblicken, Farihi såg två uppenbara "huggtänder" som representerade nedgångar i spektrumet. Till honom, detta var den rökande pistolen:Två absorptionslinjer från samma kalciumjon, vilket betyder att det fanns tunga element i fotosfären av den vita dvärgen - vilket indikerar att den sannolikt har minst en exoplanet. Han skrev om det 2016 i New Astronomy Reviews.

Exoplaneter och skräpskivor

Forskare har länge trott att gravitationen hos jätteplaneter kunde hålla skräpbälten på plats, speciellt i unga planetsystem. En nyligen genomförd studie i Astrofysisk tidskrift visade att unga stjärnor med skivor av damm och skräp är mer benägna att ha jätteplaneter som kretsar på långt avstånd från sin moderstjärna än de utan skivor.

En vit dvärg är inte en ung stjärna – tvärtom, den bildas när en stjärna med låg till medelstor massa redan har bränt allt bränsle i sitt inre. Men principen är densamma:gravitationskraften hos jättelika exoplaneter kan kasta små, steniga kroppar in i de vita dvärgarna.

Vår egen sol kommer att bli en röd jätte om cirka 5 miljarder år, expanderar så mycket att det till och med kan svälja jorden innan den blåser av dess yttre lager och blir en vit dvärg. Vid det tillfället, Jupiters stora gravitationsinflytande kan vara mer störande för asteroidbältet, slänger föremål mot vår mycket svagare sol. Den här typen av scenario kan förklara de tunga elementen på van Maanens Star.

Spitzers observationer av van Maanens stjärna har hittills inte hittat några planeter där. Faktiskt, hittills, inga exoplaneter har bekräftats kretsar kring vita dvärgar, även om man har ett objekt som tros vara en massiv planet. Andra övertygande bevis har dykt upp bara under de senaste åren. Genom att använda W. M. Keck Observatory på Hawaii, vetenskapsmän, inklusive Zuckerman, meddelade nyligen att de hade hittat bevis på att ett Kuiper-bälte-liknande föremål hade blivit uppätet av en vit dvärg.

Forskare utforskar fortfarande förorenade vita dvärgar och letar efter exoplaneterna de kan vara värd för. Cirka 30 procent av alla vita dvärgar vi känner till är förorenade, men deras skräpskivor är svårare att upptäcka. Jura framförde att med massor av asteroider som kommer in och kolliderar med skräp, damm kan omvandlas till gas, som inte skulle ha samma mycket detekterbara infraröda signal som damm.

Farihi var förtjust över hur hans detektivarbete med Mount Wilson-arkivet blev. 2016, han beskrev det historiska fyndet i samband med en recensionsartikel om förorenade vita dvärgar, med argumentet att vita dvärgar är "övertygande mål för forskning om exoplanetära system."

Vem vet vilka andra förbisedda skatter som väntar på upptäckt i arkiven av stora observatorier - de himmelskådande dokumenten om ett kosmos rikt på subtilitet. Säkert, andra ledtrådar kommer att hittas av de som motiveras av nyfikenhet som ställer de rätta frågorna.

"Det är personlig interaktion med data som verkligen kan sporra oss att investera i de frågor vi ställer, sa Farihi.