Ing taun 1849, Rutherfurd ninggalake pasinaon ukum kanggo ngaturake wektu luang kanggo ilmu pengetahuan, utamane astronomi. Dheweke nindakake karya perintis ing analisis spektral, lan eksperimen karo fotografi langit. Dheweke nggawe instrumen kanggo pasinaon, kalebu mikrometer kanggo ngukur foto, mesin kanggo ngasilake gratings difraksi sing luwih apik, lan teleskop pertama sing dirancang khusus kanggo astrofotografi. Nggunakake instrumen kasebut, Rutherfurd ngasilake koleksi foto sing berkualitas saka srengenge, rembulan, lan planet, uga cluster lintang lan lintang nganti magnitudo kaping lima. Ing taun 1862, dheweke wiwit nggawe studi spektroskopik nggunakake difraksi anyar. Dheweke nyumurupi kelas lintang spektral sing beda, sing Angelo Secchi nggedhekake ing wulan Oktober 1867 dadi dhaptar papat kelas lintang.
fotografi langit