El 1864 estudià espectroscòpicament per primera vegada les característiques d’una nebulosa gasosa, i poc després demostrà que la cua dels cometes conté hidrocarburs gasosos. El 1868 calculà la velocitat d’allunyament de Sírius, i provà experimentalment la possibilitat d’utilitzar l’efecte Doppler-Fizeau per a determinar les velocitats radials dels estels. Publicà Atlas of Representative Stellar Spectra (1899).