Nous sommes en 2030. Depuis le 12 janvier, 19h32, un nouvel astre resplendit dans la constellation d'Orion. Le célèbre astronome Célestin Morgenstern est persuadé qu'il ne s'agit pas d'une véritable étoile. Le mystère s'épaissit le 19 janvier. Ce jour-là, précisément à 22h12, l'astre s'éteint. Et il réapparaît encore plus lumineux le lendemain soir, pour devenir cette fois l'objet extrasolaire le plus brillant du ciel, visible même en journée ! L'Observatoire de Meudon est en effervescence.
Le Professeur Morgenstern, assisté entre autres de la brillante Astrée Lahille, veut être le premier à proposer une explication à ce prodigieux phénomène. Pour cela, il convient de parachever au plus vite la mise au point de l'hypertélescope spatial, un outil révolutionnaire capable de produire des images détaillées de systèmes planétaires éloignés de plusieurs centaines d'années-lumière. L'amitié d'Astrée permet à Marc Chouviac, libraire tourangeau, de suivre les événements au plus près. Épaulé par son excentrique ami Felipe, puis par un archéologue et un latiniste, Marc découvrira que l'objet mystérieux a déjà éclairé les hommes dans le passé, peut-être même à plusieurs reprises. Deux équipes d'enquêteurs vont ainsi se constituer autour de l'énigme des apparitions successives du nouvel astre d'Orion, l'une de scientifiques, l'autre d'historiens. La mise en commun de leurs résultats permettra la découverte probablement la plus fantastique de tous les temps.
De l'analyse du ciel au décryptage de documents anciens, depuis les bars de Tours et les coupoles de Meudon jusqu'aux sables du Soudan et de la Palestine, Exoplanète est un thriller d'anticipation singulièrement documenté, qui s'achève sur le tableau onirique d'un exomonde.