Immédiatement après avoir obtenu son diplôme de Harvard, il a été embauché comme instructeur de mathématiques là-bas, et un an plus tard, il a déménagé au Massachusetts Institute of Technology pour être professeur adjoint de physique. Deux ans plus tard, il a été nommé Professeur de physique. Pendant les 10 années où il était là, il a créé le premier laboratoire de physique en Amérique conçu pour que les étudiants publient leurs propres résultats et recherches. Pickering nomma ce laboratoire le Laboratoire de physique Rogers et se déclara Directeur du Laboratoire. Plus tard, il a été directeur de l’Observatoire du Harvard College (HCO) de 1877 à sa mort en 1919, où il a fait de grands progrès dans la collecte des spectres stellaires grâce à l’utilisation de la photographie.

Peu de temps après la mort du médecin et astronome amateur Henry Draper, une opportunité se présenta pour Pickering. La mort de Draper a laissé inachevé son travail d’étude de l’astronomie en utilisant la photographie. Draper n’avait pas d’enfants pour continuer et terminer son héritage, alors sa femme, Mary Anna Draper, a prévu de terminer son travail. Pickering a écrit une lettre à Mme Draper « pray priez pour vous rappeler que si je peux de quelque façon vous conseiller ou vous aider, je ne ferai que peu pour rembourser au Dr Draper une amitié que je valoriserai toujours, mais qui ne pourra jamais être remplacée. »Mme Draper a répondu d’urgence et a rapidement déposé le travail de son mari à Pickering. Pickering a conclu que l’utilisation de la photographie par Draper en astronomie était très prometteuse, contrairement à la méthode traditionnelle d’observation et d’enregistrement utilisant son œil à l’aide d’instruments. En 1884, un article sur de telles observations a été publié avec l’auteur « feu Henry Draper. »Après avoir reçu des critiques du Dr William Huggins, un ami du Dr Draper, Pickering a commencé à embaucher plus d’assistants pour renforcer les conclusions de Draper. Par conséquent, cela a également renforcé et contribué au harem de Pickering.

En 1882, il lance ses appels pour des observations internationales d’étoiles variables. Cela a rencontré une opposition, mais une telle coopération a finalement été réalisée dans la Section des Étoiles Variables de la British Astronomical Association et de l’Association Américaine des Observateurs d’Étoiles Variables (AAVSO). Pickering entretenait de bonnes relations avec l’AAVSO et a reçu un couteau en papier doré avec des pierres précieuses.

En 1882, Pickering a développé une méthode pour photographier simultanément les spectres de plusieurs étoiles en plaçant un grand prisme devant la plaque photographique. En utilisant cette méthode, Pickering et son équipe ont capturé des images de plus de 220 000 étoiles. Cette immense quantité de recherches photographiques a fourni aux scientifiques pendant des décennies une bibliothèque apparemment sans fin contenant l’histoire des mouvements de chaque étoile visible. On dit que cette recherche pèse 120 tonnes en raison de la taille des plaques photographiques.

Il a également, avec Williamina Fleming et Annie Jump Cannon, conçu un système de classification stellaire basé sur un système alphabétique de classes spectrales qui a d’abord été connu sous le nom de Classification Stellaire de Harvard et est devenu la base du Catalogue Henry Draper.

En 1896, Pickering publie des observations de raies jusque-là inconnues dans les spectres de l’étoile ζ-Puppis. Ces lignes sont devenues connues sous le nom de série Pickering (ou série Pickering–Fowler) et Pickering les a attribuées à l’hydrogène en 1897. Alfred Fowler a donné la même attribution à des raies similaires qu’il a observées dans un mélange hydrogène-hélium en 1912. L’analyse de Niels Bohr incluse dans sa « trilogie » sur la structure atomique a soutenu que les raies spectrales provenaient de l’hélium ionisé, He +, et non de l’hydrogène. Fowler était initialement sceptique, mais était finalement convaincu que Bohr avait raison et, en 1915, « les spectroscopistes étaient définitivement passés à l’hélium. »Les travaux théoriques de Bohr sur la série de Pickering avaient démontré la nécessité d’un « réexamen de problèmes qui semblaient déjà avoir été résolus dans les théories classiques » et ont fourni une confirmation importante de sa théorie atomique.

Pickering est reconnu pour avoir fait connaître et respecter l’Observatoire du Harvard College dans le monde entier, et il continue aujourd’hui d’être un observatoire et un programme très respecté.

HaremEdit de Pickering

L’Observatoire du Harvard College devenait un observatoire de premier plan dans le monde et avec lui, la demande pour plus d’assistants. Ces assistants étaient essentiels pour prendre des notes, exécuter des calculs et effectuer des analyses. Des femmes diplômées de tout le pays ont proposé de travailler pour l’Observatoire de Harvard non rémunérées pour acquérir de l’expérience ou jusqu’à ce que leur valeur soit payée. Pendant ce temps, Pickering recrute plus de 80 femmes pour travailler pour lui, dont Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Antonia Maury et Florence Cushman. Il était très inhabituel pour un scientifique aussi accompli de travailler avec autant de femmes, mais il a été dit qu’il « était devenu tellement exaspéré par l’inefficacité de son assistant masculin, que même sa femme de chambre pouvait faire un meilleur travail de copie et d’informatique ». Ces femmes, les ordinateurs de Harvard (également qualifiées de « Harem de Pickering » par la communauté scientifique de l’époque), ont fait plusieurs découvertes importantes à HCO. La découverte par Leavitt de la relation période-luminosité pour les Céphéides, publiée par Pickering, constituerait le fondement de la compréhension moderne des distances cosmologiques.

Le traitement des femmes par Pickering, à son époque, était considéré comme meilleur que la plupart des autres. Il est vrai qu’elles étaient sous-payées par rapport à leurs homologues masculins et qu’elles n’étaient pas créditées aussi souvent, mais sa volonté de les inclure dans le monde de l’astronomie a ouvert la voie à de nombreuses grandes femmes scientifiques et dirigeantes. Cela a contribué au financement de l’observatoire grâce à des bourses et à l’approvisionnement de femmes, y compris des anciennes et des professeurs, qui ont aidé à la création du harem de Pickering.