赫歇尔好像早就料到妹妹会提这个问题，他淡淡一笑说：“家庭幸福，谁不向往？但是出类拔萃的人常常是得不到这种幸福的。我们既自信可以去干常人不敢干的事，也就不再希冀得到这种常人的幸福。因为它是以时间和精力为代价的。卡罗琳，你不记得开普勒吗？他为了妻儿付出了多少时间与精力，最后是为给家人讨一点儿钱，而饿病交加死在外乡的路上。我没有开普勒的才智，更不敢再去背这个家庭的包袱。我现在最缺的是时间，但这种东西是无法向别人借的，只有两个办法，一是砍掉与研究工作无关的事，这当然也包括组织家庭，把分散的时间拢回来；二是抓紧工作，尽量往前赶，把前面的时间抓过来，因为过去的时间是无法再利用了。当然这样赶身体是要苦一些，也许这是生命的提前支出，但是对于万有引力的发现来说，23岁的牛顿和85岁的牛顿又有什么区别呢？人，不过是一团血肉的躯体，只有当他作出创造时，他才会区别于只知吃喝消耗的动物，才有了灵魂，才有了价值，而不必管他是男是女，是老是小，我们现在不顾一切地追求着的，正是这种创造啊。”
卡罗琳听着哥哥这番激动的演说，好像又回到那天初次来伦敦兄妹见面的日子。她觉得自己并没有完全理解哥哥的胸怀。她也被这种理想主义和牺牲精神深深打动了，便激动地站起来握着哥哥的手说：“哥哥，我的才能不及您的十分之一，但上帝给予我的时间也许比您的还多，这真不公平。假如生命真能通过转让和馈赠而延续的话，我宁愿现在就死去。但是还有一个办法，亲爱的哥哥，我发誓将永不结婚，一直陪伴着您。我也要省下那些因家庭而耗费掉的时间并送给您。
让我们共同去追求那个伟大的目标。”
赫歇尔一向知道卡罗琳的顽强，忙激动地说：“不，妹妹，你正是一朵含苞的花，怎么能有这个想法呢？”
“您不要说了，我主意已定。今天晚上没有演出，我们赶快去观察记录吧。”
说罢，他们兄妹两人爬上房顶的小平台。这里摆着一些简单的天文仪器。原来当时人们只看见夜空中一条银河，但是并不能解释这种现象。赫歇尔决心弄清这条大河里所有的星星。他先买来了望远镜，但根本不能发现什么，他就自己磨镜片，制大型望远镜。他一辈子亲自磨出四百多块镜片，最大的直径竟达1.22米，小演奏员成了一代制镜宗师。为了弄清天上到底有多少颗星星，他把天空分成638个天区，一个区一个区地数，记录下来，标在图上，共数了117600颗。
可以想象这是一项多么艰巨的工作。兄妹两人这时上得房来又开始仰天数星。河汉茫茫，遥夜沉沉，城里人家的灯火也都渐渐熄去，微弱的星光之下，惟有这一对顽强的兄妹，在苍茫的星海里仔细地捕捞着什么。这时已交初冬，又是半夜，寒风吹过，钻领入袖，不要说手把着冰冷的仪器，就是袖手缩颈在屋顶上站一会儿也手僵足麻寒冷难忍。赫歇尔举镜观察片刻便随手拿起笔到小桌上的瓶子去蘸墨水，不想硬邦邦地蘸不上一点儿水来。他喊道：“卡罗琳，瓶里没有墨水了。”
卡罗琳拿起瓶子一看，墨水已经冻成冰块。她将瓶子一把抓过掖在怀里说：“您先观察，它一会儿就会还原成水的。”赫歇尔回头见此情景突然感到一阵心酸内疚，他说：“实在叫你吃苦了，妈妈在家里要知道这种情况，还不知道该怎么责备我呢。”
正是：
莫道遥夜凉如水，兄妹情热可化冰。
却说赫歇尔兄妹无论怎样挤时间研究天文，但演出还是必须参加的。因为这是他们生活和研究费用的唯一来源。而且他们兄妹的演技早已闻名全城，一次不出场那些狂热的歌迷便感到十分扫兴，必得向乐团老板问个究竟。全城人只知有一对能拉能唱能舞的兄妹，却还不知他们在下台卸装之后的艰辛。岁月流逝，赫歇尔已是四十出头的人，冬去春来，大地又回复了它的温馨。这天晚上乐团举办了一次露天音乐会。四周绿树如屏，层楼栉比，仰望蓝天如镜，星似明眸，正是一天工余人们消遣的好时光。这天卡罗琳一连唱了三首歌，台下掌声不绝，哪肯放她回去。她只好喘息片刻，喝口水润润嗓子，然后换了一条纯黑拖地长裙，轻移莲步踱到台前，下面早起了一阵掌声。她颔首一笑算是答谢，然后凝神屏气，随着乐声轻起将目光射向深邃的夜空。这时观众才注意到卡罗琳的这身装束，裙衣左上方别一枚星状胸饰，闪闪发光，此外便再无什么佩戴。只是那裙子格外合身，倒显示出她本来的神韵。这时灯光一照，卡罗琳更显得粉面桃腮，灿若春花。
她伫立台前任乐声在身前身后徐徐飘荡，酝酿情感，静如芙蓉独立秋水。而作为伴奏的赫歇尔今天也特殊，换了一身黑色礼服，雪白的手套，紫色的领结，胸前手风琴也早换成肩上的小提琴。卡罗琳还未启齿，他的琴声早已绕树三匝，飘落座席，令听者回肠荡气了。这时卡罗琳开始轻举双臂，曼舒宽袖，且舞且歌。
卡罗琳的歌声委婉动情，飘天入地。与这清风明月夜浑然一体。歌声飘歇，满座悄然无声，人们都沉浸在歌声的意境之中。片刻，掌声突起，观众将鲜花、手绢、帽子一起抛向台上，内中有知道这对兄妹生活拮据还献身天文事业的就互相传告，于是也有人将大把的钱抛向台上。卡罗琳两眼含着热泪向大家再三致谢，然后拾起一束鲜花返身献给哥哥。
这天晚上演出结束后兄妹两人照例稍事休息又上房观星。他们还沉浸在今天演出成功的幸福中，一边摆弄着望远镜，一边议论着今天的演出。
他们正这样你一言我一语地说着。突然赫歇尔大声喊道：
“来了。一个陌生客闯进了我的望远镜，卡罗琳，你快来看。”
卡罗琳将眼睛贴在镜筒上，真的看到一颗过去从来没有见过的星，它行动迟缓，发光微弱，如果不细心是很容易忽略的。卡罗琳说：
“这也许是一个很远很远处的恒星吧？”
“这好办，如果是恒星，距离遥远，无论用多大的望远镜看，它的体积也应该是一样大才对。”
赫歇尔说着立即把他的十八般兵器都搬了出来。他先用能放大270倍的望远镜，再换上放大460倍的望远镜，这颗星体积有所增大，他又换上能放大930倍的望远镜，这星体积又更大了。看来不是恒星，但会不会是彗星呢？不会，因为连续观察并没有发现它的长尾巴。赫歇尔禁不住心里突突直跳，难道这会是太阳系里除金、木、水、火、土、地球以外的又一颗新星吗？难道像开普勒，像哈雷，像牛顿，这发现的机遇今天也轮到我的头上了吗？赫歇尔一把拉过妹妹的手说：“是美妙的歌声感动了天神。我们成功了，就在今天晚上！”卡罗琳觉得哥哥的手滚烫，在剧烈地颤抖。她也十分激动，忙记下这个不速之客。这一天是1781年3月l3日。他们根据国王乔治三世的名字将它命名为乔治星。后来德国柏林天文台台长为了表示对他们兄妹的敬意，又重将此星命名为天神乌拉纳斯（天王星），天王星的符号是，H是赫歇尔名字的第一个字母。
天王星发现了！它距太阳约28亿公里，绕太阳公转一周要84年，这样太阳系的范围一下就扩大了一倍。不仅如此，经过观察，赫歇尔还第一个提出了银河系的模型，得出了银河系有限、银河系内恒星可数的结论。他正确地解释了银河系是一块凸透镜状的圆盘，太阳系处于其中心，我们沿透镜的长轴看去，全是灿烂的星群，沿两边的短轴看去，星星稀疏，露出了背后的黑色空间。所以我们看到的银河就呈带状。赫歇尔的伟大发现使他一举成名，英王乔治任命他为皇室天文学家，年俸200英镑。他们兄妹再也不用靠卖唱来接济天文研究了。赫歇尔后来也成了家。卡罗琳更加勤奋地协助哥哥工作，后来也多有发现，成了一位伟大的女天文学家。她遵守自己的诺言，终身未嫁，一直活到98岁，在84岁时作为第一个女会员破格被英国皇家天文学会接收入会。
正是：
莫道女子无大才，最怕明珠甘自埋。
只要心比男儿烈，终教须眉拜裙钗。