Khám phá siêu tân tinh

Trở về Đan Mạch năm 1570, Tycho Brahe tiếp tục nghiên cứu thiên văn và ngày 11 tháng 11 năm 1572, Tycho Brahe khám phá ra một sao mới trong chòm sao Cassiopeia - cũng có độ sáng bằng Sao Kim - (nay là sao SN1572, cách Trái Đất 7.500 năm ánh sáng) Tycho Brahe đã hô lên "nova, nova" (sao mới, sao mới). Ngày nay người ta gọi loại sao đó là supernova (siêu tân tinh) loại 1.

Việc khám phá này của Tycho Brahe được cho là nguồn cảm hứng cho bài thơ nổi tiếng "Al Aaraaf" của thi sĩ Edgar Allan Poe[cần dẫn nguồn]. Năm 1998 tạp chí Sky & Telescope đã đăng một bài của Donald W. Olsen, Marilynn S. Olsen và Russell L. Doescher, đưa ra lý luận rằng "tân tinh" của Tycho Brahe cũng chính là "ngôi sao từ cực đi về phía Tây" trong tác phẩm Hamlet của văn hào William Shakespeare.

Thời đó người ta cho rằng các sao loại kể trên năm trong bầu khí quyển của Trái Đất, Tycho Brahe bác bỏ quan điểm đó. Năm 1573 Tycho Brahe xuất bản một quyển sách mang tên De nova stella (các tân tinh), do đó từ nova được dùng để chỉ một ngôi sao đột nhiên sáng chói lên.

Lập các đài quan sát thiên văn

Năm 1574, Tycho Brahe dạy nhiều giáo trình chuyên đề Lý thuyết về chuyển động của các hành tinh tại Đại học Copenhagen. Tycho Brahe cho rằng ngành thiên văn sẽ chỉ tiến triển nhờ vào các cuộc quan sát tỉ mỉ.

Sau khi sang Đức lần nữa để gặp nhiều nhà thiên văn, Tycho Brahe nhận lời đề nghị của vua Frederik II, trở về Đan Mạch lập đài quan sát thiên văn. Vua Frederik II cấp cho Tycho Brahe đảo Hven (tên Thụy Điển là Ven, một đảo nhỏ giữa Đan Mạch và Thụy Điển, thời đó thuộc Đan Mạch) làm thái ấp và cấp tiền cho để xây đài quan sát thiên văn tại đó. Khoảng năm 1580 Tycho Brahe cho xây đài quan sát thiên văn, đặt tên là Uraniborg (lâu đài của Urania, tên nữ thần bảo trợ ngành thiên văn trong thần thoại Hy lạp). Đài quan sát này trở thành đài quan sát thiên văn quan trọng nhất châu Âu thời đó. Tuy nhiên Tycho Brahe cho rằng đài này còn nhỏ, chưa đáp ứng được nhu cầu, nên đã cho xây thêm một đài thứ hai ngay bên cạnh, đài này hoàn thành năm 1584, được đặt tên là Stjerneborg (lâu đài tinh tú). (Ngày nay chỉ còn hàng rào bao quanh lâu đài Uraniborg, nhưng người ta đã dựng lại Stjerneborg bằng bê-tông và hiện có các bản sao các dụng cụ đo lường của Tycho Brahe thời đó.)

Tycho Brahe làm việc quan sát thiên văn rất tỉ mỉ và cẩn thận giữ gìn các dữ liệu quan sát của mình, nên được các đồng nghiệp đương thời coi là một nhà quan sát thiên văn chính xác nhất thời đó. (Nên nhớ là thời đó chưa có các thấu kính và mãi năm 1610 mới có kính viễn vọng.)

Công trình chính

Công trình chính của Tycho Brahe là phát hiện ra sao chổi C/1577 V1. Sao này là ngôi sao đầu tiên mà Tycho Brahe đo được mức thị sai (parallax) của nó. Căn cứ trên các quan sát của mình, Tycho Brahe đã chứng minh là nó không nằm trong bầu khí quyển của Trái Đất như quan niệm thời đó. Nó vẽ ra một quỹ đạo ê-lip quanh Mặt Trời, phía bên kia Mặt Trăng, cắt các quỹ đạo của các hành tinh khác. Tycho Brahe rút ra kết luận là các hành tinh không dựa trên các thiên cầu vững chắc trong suốt (các thiên cầu tinh thể).

Ngoài ra Tycho Brahe cũng khẳng định là các sao chổi ở cách xa Trái Đất hơn Mặt Trăng.

Thuyết hệ thống các hành tinh

Mặc dù vẫn theo thuyết địa tâm (geocentrism) của Claudius Ptolemaeus (khoảng 90 - 168), Tycho Brahe xét lại 2 điểm quan trọng của mô hình Ptolemaeus: tính vững chắc của các thiên cầu và tính lưu chuyển của chuyển động của các tinh tú. Johannes Kepler (1571 - 1630) - học trò của Tycho Brahe - sau này đã khái quát hóa nguyên tắc là mọi hành tinh đều có quỹ đạo ê-lip.

Từ các quan sát của mình, Tycho Brahe suy diễn ra một hệ thống gọi là hệ Tycho Brahe, mô tả cách nhìn vũ trụ của mình. Hệ này xuất hiện sau hệ nhật tâm (heliocentrism) của Nicolaus Copernicus (1473 - 1543). Tycho Brahe bác bỏ thuyết nhật tâm, nhưng đồng thời cũng bác bẻ thuyết địa tâm.

Tycho Brahe đưa ra một hệ lai tạp, cho rằng Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, mọi hành tinh khác quay quanh Mặt Trời.