在18世纪以前，人们只知道太阳系的六大行星：金星、水星、地球、火星、木星和土星。那时的人们认为土星是太阳系的边缘，土星是离太阳最远的行星。
1781年3月13日，在英国居住的德国天文学家威廉·赫歇尔观测星空。他用望远镜观察金牛座，搜寻恒星。
正是晚上10点多钟，是观察星星的大好时机。整整7年了，赫歇尔养成的习惯是每晚观测星空。他自己制作成功反射式望远镜，用来求得准确的结果。
突然，有一个暗蓝色的天体在星座间缓缓移动。用赫歇尔自己的话来说，“星云状恒星或彗星”显出了圆面。根据颜色和形状判断，这不是恒星！
没有恒星能够在望远镜里显出圆面，这是赫歇尔的经验。连续观察几天后，赫歇尔发现这颗星的轨道近似一个圆，也就是说，与行星相似，而它的轨道在土星的外面，这个发现太令人激动了。
原来，很多人其实看见过这个新星，不过都把它当成了恒星，有人把它当成了彗星，连赫歇尔一开始也误认为它是一颗彗星。
不容置疑的证据是：望远镜中出现了圆面。就这样，新的行星发现了。
天文学界轰动了，英国也被震动了！太阳系被扩大了，哥白尼“日心说”又添加了有力的证明。人们的视野更加广大，思维更加开阔了。19世纪另外两颗行星就是受此影响发现的。
1733年11月15日，弗里德里希·威廉·赫歇尔出生于德国的汉诺威。他的父亲是一名乐器演奏员，在军队中服役。
14岁时，赫歇尔就接了父亲的班，当上了军乐队里的乐手。但是他并不想当兵，于是辞去了职务，搬到英国居住。在英国，他赖以谋生的手段是教授音乐。他做过乐队指挥，后来还当了教堂风琴手，同时教人音乐演奏。这样，赫歇尔的收入还算可观。
但他不仅要养家糊口，还要进行研究。他对天文发生了极大的兴趣，读了光学和行星的著作，于是开始观察天空。但要观察天空，必须要有望远镜。
望远镜很贵重，好的望远镜更加贵重。于是赫歇尔决定自己做，因为他实在买不起贵重的望远镜。他自己反复制作打磨，做出了一架十分优质的望远镜。
后来，赫歇尔的妹妹也来到了英国，兄妹二人都是天文爱好者，二人一起做望远镜，就这样，1774年他们做出了世界上最好的望远镜。正是这架望远镜，使赫歇尔取得了惊人的发现。1787年，他们又制成了口径为45厘米的中型望远镜。1789年，赫歇尔又制成了口径是122厘米的望远镜，这是他一开始制作的望远镜的8倍。
就这样，一名默默无闻的音乐人成为举世闻名的天文学家，人们称赞他是天空开路人。
新的行星发现了，如何命名呢？
有的提议，就叫“赫歇尔”星吧，“这可不行，”赫歇尔反对道，“我是一个平凡的人，不能因为有一点点成绩就居功自傲。”
按照惯例，新发现的人拥有命名权。赫歇尔和大家讨论来讨论去，最后同意，就依照前面五大行星吧。前五大行星的命名都是统一的希腊神话中神的名字。于是，天文学家波德起了一个名字：乌兰纳斯。
在希腊神话中，乌兰纳斯是土星神名所代表的神(萨都恩)的父亲。我国在翻译时译成了天王星。
赫歇尔就是发现天王星的第一人，他的妹妹是人类历史上第一个女性天文学家。
因为这巨大的发现，赫歇尔如愿以偿地成为一名职业科学家。1781年，皇家学会决定吸收赫歇尔为会员。
英王乔治三世亲自接见这位异邦侨居的而且是业余的科学家，册封他为皇家天文学家。他的每年薪金达到200镑，可以专门从事天文研究。
赫歇尔研究了星团和星云。
他发现，在茫茫宇宙的区域里，有很多地方的恒星密度十分大，恒星集中，远远高于其他天域，于是他想到这应该是恒星成团出现。他的先进的望远镜，使得很多被误认为是星云的恒星团以真实的面目呈现在世人面前。当然，星云也确实存在，这一点赫歇尔业已指出。
1800年的时候，赫歇尔用十分精确的温度表进行实验，他研究太阳光谱的各种色光的热作用。在这个过程中，赫歇尔发现了太阳光中的红外线作用。他科学地推测得出了红外辐射的性质。
在赫歇尔那里，诞生了彩色光度学。
他对双星的研究做出了重要的贡献。他发现了在恒星中有互相绕行的双星现象。人们大多数情况下都认为双星之间是纯粹偶然，没有必然的规律。赫歇尔却告诉人们，双星存在着科学的引力作用，牛顿定律不仅仅在地球和太阳系，就是在遥远的恒星上，万有引力的定律也是正确的，双星就是宇宙空间内万有引力定律的强有力证明。
1782年，赫歇尔发表了双星表，记载了共227对双星，到1784、1821年两次增加，共增加579对。
赫歇尔对天文的观测一向以准确、精细著称。
他对恒星采用计数的测量方法。他先确定好星空位置，一步一步地，详详细细地把这个位置内的恒星数出来，做好记录。
通过恒星计数，赫歇尔发现太阳系可能是处在银河系中心附近的地方，而不在银河系的正中心。现代的观测证明了他的推断。
通过恒星计数，赫歇尔还发现银河系的形状，他指出银河系是一个扁平状的圆盘一样的数以千亿万亿计的星体组成的物体。
1783年，赫歇尔取得了又一重大的天文学成就。这可以算为他的几大重要功绩之一。他通过研究数颗恒星的运动，发现太阳系正在发生偏移。太阳自己也在运行，它不是在空中不动，而是朝武仙座以极其缓慢的速度推进。
只不过因为这实在太微小了，人们难以觉察出来。赫歇尔打破了太阳静止的假说。更进一步说明，茫茫宇宙没有中心，太阳系也不是真正的中心。这些论证和天才的布鲁诺的哲学推测相符。让我们更加赞叹布鲁诺的天才预见能力，也更加缅怀这位人类进步史上真正的英雄。
赫歇尔制作的最先进的望远镜是在十个助手的协助下完成的。这是一巨型望远镜，整整用了四年时间，赫歇尔才完成了40英尺长，口径48英寸的望远镜的制作。
利用先进的天文望远镜，他发现了土星的两颗卫星。
但是这个大望远镜因为太重而变了形。
赫歇尔在南非的好望角建立了天文台。
他的儿子约翰·赫歇尔也成为著名天文学家，父子二人共同创建了英国皇家天文学会，他荣任第一任会长。
1822年8月25日，赫歇尔逝世。
这位自学成才的天文学巨匠，是18世纪最伟大的天文学家。