În 1849, Rutherfurd a abandonat studiul de drept pentru a-și dedica timpul liber științei, în special astronomiei. El a efectuat o lucrare de pionierat în analiza spectrală și a experimentat cu fotografia celestă. El a inventat instrumente pentru studiile sale, inclusiv micrometrul pentru măsurarea fotografiilor, o mașină pentru producerea de gratificații de difracție reglementate îmbunătățite și primul telescop proiectat special pentru astrofotografie. Folosind instrumentele sale, Rutherfurd a produs o colecție de fotografii de calitate a Soarelui, Lunii și planetelor, precum și a clustrelor stelare și a stelelor până la a cincea magnitudine. În 1862, a început să facă studii spectroscopice folosind noua sa gratificare de difracție. El a observat clase distincte de gratificații spectrale ale stelelor, pe care Angelo Secchi le-a extins în octombrie 1867 la o listă de patru clase stelare.
fotografii celeste