De 1999 à 2003, elle est chargée de mission à temps partiel à l'Institut national des sciences de l'univers (INSU) et au département Sciences de l'univers du CNRS, tout en continuant ses recherches au LAOG. En 2000, elle est nommée directrice de recherche au CNRS. De 2004 à 2006, elle est directrice adjointe à l'INSU et au CNRS, responsable de la division Astronomie et Astrophysique. À partir de 2007, elle est de nouveau chercheuse au LAOG qui devient en 2011 l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG)[5].
Les travaux d'Anne-Marie Lagrange portent sur la recherche et l'étude de systèmes planétairesextrasolaires. À partir des années 1990, elle se met à rechercher des exoplanètes en imagerie directe grâce aux premiers instruments d'optique adaptative. Dans les années 2000, elle cherche plus particulièrement des planètes géantes autour de jeunes étoiles. Ainsi, en 2005, elle fait la première observation directe d'une exoplanète autour d'une naine brune. Dans cette recherche, elle utilise également la méthode des vitesses radiales et étend cette technique à d'autres types d'étoiles. De plus, elle étudie l'impact de l'activité stellaire sur la détectabilité des planètes[12].
Elle a consacré une grande partie de sa carrière à l'analyse de l'étoile Beta Pictoris dans la constellation du Peintre. Lors de sa thèse dans les années 1980, elle étudie le disque de débris qui vient d'être découvert autour de cette étoile . Pour la jeune chercheuse, plusieurs éléments indiquent la présence d'une planète massive mais la communauté scientifique reste sceptique et ne prend pas au sérieux ses travaux[3],[13],[14],[15]. Dans les années 2000, elle fait plusieurs observations de ce disque de débris avec une optique adaptative couplée à un spectro-imageur dans le proche infrarouge monté sur le Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO). En 2008, elle découvre une planète, Beta Pictoris b, orbitant autour de l'étoile comme elle l'avait prévu. Cette exoplanète est alors la planète imagée la plus proche de son étoile (et le reste encore en 2018) ce qui a un retentissement international[6],[14],[16]. En 2019, elle annonce la découverte de la planète géante Beta Pictoris c équivalente à 9 masses joviennes et orbitant plus près de son étoile que Beta Pictoris b[17].
Publications et ouvrages
Anne-Marie Lagrange est l'autrice de nombreuses publications scientifiques dans des journaux à comité de lecture et de plusieurs livres[5],[18].
[Schlenker 2016] Claire Schlenker, « Anne-Marie Lagrange : une astrophysicienne à l'Académie des sciences », Reflets de la physique, no 49, , p. 38-39 (lire en ligne, consulté le ).
[Ter Minassian 2018] Vahé Ter Minassian, « La bonne étoile d'Anne-Marie Lagrange », Le Monde, (lire en ligne)