I 1888 oppdaget Fleming hestehodetåken på en teleskop-fotogrammetri-plate laget av astronomen W.H. Pickering, E.C. Pickerings bror. Hun beskrev stjernetåken (senere kjent som IC 434) som «a semicircular indentation 5 minutes in diameter 30 minutes south of Zeta Orionis». Senere profesjonelle publikasjoner nevnte ikke Flemings oppdagelse. Den første Dreyer Index-katalogen listet ikke Fleming blant de som hadde oppdaget himmellegemer ved Harvard, og erkjente kun "Pickering". Innen den andre Dreyer Index-katalogen ble publisert i 1908 var Fleming og hennes andre kvinnelige kolleger ved HCO godt nok kjent til at de fikk heder for sine oppdagelser.