Sir Frederick William Herschel, 15 Kasım 1738 senesinde Hanover’de dünyaya geldi. 19 yaşında İngiltere’ye göç edene kadar, Hanover Askeri Bandosu bünyesinde çalıştı. Herschel’ın müziğe olan ilgisi, onu matematik ve lensler üzerinde çalışmaya yönlendirmiştir. İngiliz asil gökbilimci Nevil Maskeylne ile tanışması sonrasında, gökbilimine karşı ilgisi oluşmuştur ve kendi yansımalı teleskopunu yapmıştır.
1773 yılı içinde gökyüzünü düzenli bir şekide izlemeye ve incelemeye başlamış ve 1 Mart 1774 senesinde, Satürn’ün halkaları ve Büyük Orion Nebula’sının (M42) da dahil olduğu izlenimlerini kaydettiği bir gökbilimi günlüğü tutmaya başlamıştır.
Herschel, bir süreden sonra dikkatini, gözyüzünde çok yakın gözüken “çift yıldızları” incelemeye çevirmiştir. Bath’taki New King Sokağı’nda bulunan evinin arkabahçesinden, kendisinin yaptığı, 160 milimetre açıklığa, 2.1 metre odak mesafesina sahip Newton usulü teleskopu ile, 1779 senesinde sistematik olarak “gökyüzündeki tüm yıldızları” aramaya başlamıştır. 1792 yılına kadar olan çalışmalarında bir çok çift ve çoklu yıldız sistemi keşfetmiş ve dikkatli ölçümlerden sonra bu keşiflerini bir araya getirerek 1782 (269 sistemlik ilk kataloğu) ve 1784 (434 sistemlik ikinci kataloğu) senelerında, Royal Londra Topluluğu’na, iki adet katalog sunmuştur. 1821 senesinde, 1783 senesinden sonra yaptığı keşifler üzerine 145 sistemden bir araya gelen üçüncü kataloğu basılmıştır. Döneminin gökbilimcilerinin yıldızların hareketlerini açıklamalarının (Galileo Galilei’nun savunduğu biçimde) aksine, 1802 senesinde kendi hipotezi olan; karşılıklı çekim kuvvetlerine takılmış, çift yıldız sistemlerini ortaya atmıştır.
Kısa olarak, Herchel hemen hemen olarak, doğrulanmış 800 adet, çift yahut çoklu yıldız sistemi keşfetmiştir. Teorik çalışmaları ve gözlemleri; modern çift yıldız gözlemleri ve değerlendirmelerinin temelini oluşturmuştur.
Herschel, 1781 senesinin mart ayı içinde, çift yıldızları ararken, yıldız doğasına sahip olamayan bir diske raslamıştır. Herschel bu cismin, asıl olarak bir kuyrukluyıldız yahut yıldız olduğunu düşünmüş olsa da, Rus Akademisyen Anders Lexell’in değerlendirmeleri sonucu, bu diskin yörüngesinin gezegensel olduğunu ortaya çıkmış ve sonuç olarak Herschel, Satürn’ün yörüngesinin ötesinde de, yedinci bir gezegen olduğu kanısına varmıştır. Kral 3. George’un sonrasında bu yeni gezegeni; “George’un Yıldızı” (Gerogium Sidus) olarak adlandırmış olsa da, bu isim kalıcı olmamıştır. Fransa’da “Herschel” olarak tanına bu gezegen, bir süre sonra Yunan mitolojisinde hem Gaia’nın eşi, hem de Zeus’un büyükbabası olduğuna inanılan, kozmik güçlere sahip, gökyüzünün tanrısı Uranus’ün sonrasında adlandırılmıştır. Herschel bu keşfi ile, 1781 yılı içinde Copley Madalyası ile ödüllendirilmiş ve Royal Topluluğun bir üyesi haline gelmiştir. 1782 senesinde, Kral’ın gökbilimcisi olarak görevlendirilmiştir. Sonuç olarak aynı yıl içinde, Herschel Buckinghamshire’a yerleşmiştir. Yeni şehirde gökbilimci, teleskoplar üretmeye başlamış, 60’ın üzerinde Avrupalı gökbilimciye ürettiklerini satmıştır.
1782-1802 senelerı içinde, Herschel, kendi ürettiği iki teleskopu ile (610 cm odak mesafesi/30 cm açıklık ve 610 cm odak mesafesi/47 cm açıklık), tekrarlanan yahut kaybolan incelemeler dışında, 2400 derin uzay objesini keşfetmiş, ve bu keşiflerini üç katalog içinde yayınlamıştır.
1786 Catalogue of One Thousand New Nebulae and Clusters of Stars
1789 Catalogue of a Second Thousand New Nebulae and Clusters of Stars
1802 Catalogue of 500 New Nebulae
Herschel, kataloglarındaki objeleri, “nebula” olarak adlandırmış (1924 senesinde Edwin Hubble aracılığıyla nebulalar tanımlanana kadar, büyük ve bozuk gözüken uzay objeleri, nebula olarak tanımlanmaktaydı.) ve objeleri sekiz “sınıfa” ayırmıştır.
– Zayıf Nebula
– Çok Zayıf Nebula
– Gezegensel Nebula
– Çok Büyük Nebula
– Çok Sıkıştırılmış ve Zengin Yıldız Kümeleri
– Çok Sıkıştırımış Büyük ve Küçük (Zayıf ve Parlak) Yıldız Kümeleri
– Kabaca Dağılmış Yıldız Kümeleri
Kariyeri boyunca, Herschel 400’ün üzerinde teleskop üretmiştir. Ürettiklerinin içindeki, en büyük ve bunun yanı sıra da en ünlü olan teleskopu, 1.26 metrelik ana aynaya sahip ve 12 metrelik odak mesafesina sahiptir. Döneminin aynaları müthiş yansıtma yapamadıkları için, görüntü verimliliğini artırtmak adına, Herschel değişik bir yol izlemiş ve günümüz de “Herschelian Teleskopu” adı verilen modeli görülmektedirtmıştır. Ürettiği bu büyük teleskopunu denediği ilk gece, 28 Ağustos 1789 senesinde Satürn’ün uydusu olan Enceladus’u keşfetmiş, bir aylık gözlem neticesinde ise Satürn’ün bir diğer uydusu olan Mimas’ı keşfetmiştir.
Yıldızlar üzerindeki çalışmalarından sonra, Güneş Sistemi’nin kendisinin de bir bütün olarak hareket ettiğinin farkına varmış ve hareket yönünü hemen hemen olarak saptamıştır.
Samanyolu üzerindeki çalışmaları neticesinde, galaksinin bir disk şeklinde olduğu kanısına varmıştır.
“Asteroid” kelimesini 1802 senesinde, gözlemlediği objeleri tanımlarken, “yıldıza benzer” anlamında kullanmak için, Yunan kökenli aster (yıldız) ve eidos (şekil, form) sözcüklerini bir araya getirerek oluşturmuş ve gökbilimi literatürüne sokmuştur.
Herschel, Güneş dahil olmak üzere, tüm gezegenlerde yaşamın olduğuna inanmıştır.
Herschel, 11 Şubat 1800’de, güneş lekelerini gözlemlemek için, bazı teleskop filtrelerini test etmekteydi. Çalışması sırasında, kırmızı filtre kullanırken, normalin üzerinde bir sıcaklık oluştuğunun farkına varmıştı. Bunun üzerine, bir prizma ve bir termometre ile deney yapmaya karar vermiş, ve ışık spekturumunun farklı kesitlerinde farklı derecelerde ısı oluştuğunun farkına varmıştır. Devam eden deneyleri sonucu, Herschel, gözle görülen spektrumun dışında da ışık formları olduğu kanısına varmıştır.
