Se inteso come una storia di pionieri, il lungo romanzo della ricerca delle nebulae si conclude quando a questi oggetti comincia ad interessarsi Friedrich Wilhelm (o Frederick William) Herschel (Hannover 1738- Slough 1822).

Figlio di un professore di musica, quest'uomo destinato a divenire il più grande osservatore astronomico di ogni tempo, e la cui influenza sul progresso dell'astronomia é paragonabile soltanto a quella esercitata da Ipparco e da pochissimi altri, nacque in Germania ma visse la maggior parte della sua vita in Inghilterra. Destinato a seguire le orme del padre, a soli 14 anni entrò a far parte della banda di un reggimento. Nel 1757, non ancora ventenne, si trasferì a Londra, dove fu nominato direttore d'orchestra in una cappella. A 34 anni era ormai affermato come musicista: insegnava musica, era organista a Bath, dava concerti per violino, componeva musica militare, sinfonie, corali. Le sue ore libere, invece, erano dedicate allo studio delle lingue straniere, della filosofia e delle matematiche. All'età di 35 anni la lettura di opere quali Smith's Compleat System of Opticks e Ferguson's Astronomy accesero il suo interesse per l'astronomia. Di lì a poco, costruiva i suoi propri telescopi riflettori.

Nel 1773, Herschel aveva costruito un telescopio con una lunghezza focale di 5,5 piedi, ed era pronto a cominciare le sue osservazioni. Tra il 1774 e il 1781 egli registrò osservazioni di numerosi oggetti. Herschel iniziò a studiare le stelle doppie con la speranza di osservare una differenza parallattica della componente più brillante rispetto a quella più debole e (presumibilmente) più lontana. Viceversa, scoprì che in effetti le stelle orbitano l'una intorno all'altra, la prima prova tangibile della gravità estesa alle stelle. Ulteriore risultato di questo lavoro fu il primo Catalogo di Stelle Doppie.

Le prime voci dei suoi sterminati registri astronomici risalgono al 1776; dopo soli cinque anni, la notte del 13 marzo 1781, Herschel fece la prima scoperta storica di un nuovo pianeta, nella costellazione dei Gemelli: Urano. Questa scoperta gli fruttò fama internazionale ed il patronato reale di Re Giorgio III che, grande ammiratore del suo genio, volle averlo vicino, e così da allora Herschel abitò a Slough, vicino a Windsor. Da allora, grazie allo stipendio assicuratogli dal re, egli poté dedicare tutto il suo tempo all'astronomia, libero dalla necessità di guadagnarsi da vivere come musicista professionale.

Un'altra delle scoperte importanti di Herschel riguarda il moto del Sole nello spazio. Dall'esame dei moti propri di sole 13 stelle egli trovò che il Sole si muove nello spazio verso un punto nella costellazione di Ercole non lontano dalla stella brillante Vega. Ancora, calcolò in 10 ore e 32 minuti la rotazione di Saturno.

La sua impresa più ambiziosa fu il tentativo determinare la struttura del sistema della Via Lattea. Ciò implicava una tecnica che Herschel chiamò "star gauging", che consisteva nell'ottenere un campione rappresentativo della galassia contando le stelle, in tutte le direzioni, che osservava nel campo del suo telescopio. Quando terminò il lavoro, quasi 20 anni più tardi nel 1802, aveva contato oltre 90.000 stelle in 2400 aree del campione. Man mano che procedeva, Herschel si soffermava su innumerevoli oggetti di interesse per astronomi futuri: stelle variabili, stelle binarie, aree oscure simili a buchi nella Via Lattea, nebulosità irregolari brillanti, ammassi di stelle, e molte migliaia di oggetti piccoli e nebulosi. Le ultime tre categorie di oggetti costituirono il soggetto del suo Catalogo di Ammassi Stellari e Nebulose del 1802. Il sistema della Via Lattea, concluse dal suo conteggio delle stelle, aveva la forma di un disco, il cui spessore era un sesto del diametro. Il suo modello di Via Lattea era tormentato da molte irregolarità, ed il Sole fu localizzato vicino al suo centro. Gli studi successivi confermarono la deduzione di Herschel che la nostra Galassia è a forma di disco, ma dimostrarono che il Sole non è vicino il centro e che il sistema è notevolmente più grande di Herschel aveva calcolato.

Ad Herschel si deve anche la scoperta della radiazione infrarossa. Inoltre, può essere considerato il più abile e prolifico costruttore di telescopi a riflessione del suo tempo.

Nel 1783 cominciò ad osservare alcuni degli oggetti del Catalogo Messier, e l’astronomia entrò in una nuova era.

I suoi telescopi, incredibilmente superiori a tutti quelli che sin allora si fossero visti, gli permisero di risolvere in stelle tutti quegli ammassi globulari che per Messier erano "nebulose senza stelle", e lo convinsero a cimentarsi egli stesso nella ricerca di nuove nebulae: in meno di un anno, fece qualcosa come 500 nuove scoperte, che presto divennero oltre 2000. L’universo diventava immensamente più grande. E, da allora, non avrebbe più smesso di crescere.

Il suo primo strumento risale alla fine del 1773: si trattava di un esemplare di tipo gregoriano, con specchio in metallo e focale 5 piedi e mezzo. Ne costruì presto un altro, con 7 piedi di focale e 200 ingrandimenti, newtoniano, che riscosse un grande successo. Nel 1782 ne produsse un terzo, con 20 piedi di focale e oltre 18 pollici (circa 450 mm.) di diametro. Herschel otteneva i suoi specchi da una lega di rame e stagno chiamata speculo. Quattro anni più tardi, nel 1786, pensò di modificare un telescopio newtoniano per renderlo più luminoso. Soppresse quindi lo specchietto a 45 gradi e inclinò lo specchio concavo in modo da formare l'immagine direttamente sull'oculare (front-view), come aveva pensato di fare Le Maire fin dal 1728.

Alla fine del 1785 Herschel ottenne un finanziamento di ben 2000 sterline per la costruzione di uno strumento. I lavori furono eseguiti a Slough, in un piazzale (160 piedi); lo strumento fu completato nel 1789. Il telescopio, che era il più grande mai costruito dall'uomo sino allora, misurava 12 m. di lunghezza e 1.47 di diametro, e forniva 1200 ingrandimenti. Lo specchio pesava circa 1000 kg.; per il puntamento fu utilizzato un sistema di corde e carrucole simile a quello presente nei grandi velieri dell'epoca. Herschel pubblicò la descrizione dello strumento in una memoria nelle Philosophical Transactions del 1795. Lo strumento, certo, per quell’epoca rappresentava una vera e propria meraviglia della tecnologia; ma, in pratica, risultava quasi inutilizzabile a causa degli eccessivi ingrandimenti e della scarsa manovrabilità. Ma la realizzazione dello strumento ripropose all'attenzione degli astronomi l'impiego dei telescopi a riflessione, che da un po' di tempo erano stati accantonati a causa dei continui miglioramenti apportati dalla tecnologia ai rifrattori. Oltre che straordinario scienziato, Herschel fu indubbiamente anche un eccellente artigiano; costruì personalmente oltre 200 specchi di 7 piedi di focale, e ne vendette in ogni parte del mondo.

Il primo catalogo di nebulae di W. Herschel (Catalogue of 1000 new Nebulae and Star Clusters) fu pubblicato in Philosophical Transactions nel 1786. Nel 1789 e nel 1802, nella stessa pubblicazione, vennero fatte delle aggiunte al catalogo. Herschel, che con i suoi grandi riflettori disponeva di un potere risolutivo inimmaginabile per Messier, risolse tutti gli ammassi globulari che per il Francese non erano che nebulose "senza stelle"; nel suo catalogo, la classificazione delle nebulae è organizzata in 8 classi, così divise:

1. I:Nebulose brillanti

1. II:Nebulose evanescenti

1. III:Nebulose molto evanescenti

1. IV:Nebulose planetarie

1. V:Nebulose molto grandi

1. VI:Ammassi di stelle molto compressi e ricchi

1. VII:Ammassi compressi di stelle piccole e grandi

1. VIII:Ammassi di stelle rarefatti

Il figlio John (1792-1871) continuò l’attività del padre e pubblicò le sue osservazioni effettuate a Slough (come quelle di William) sempre in Philosophical Transactions nel 1833, e quelle effettuate al Capo di Buona Speranza nel 1847. Nel 1864, sempre in Philosophical Transactions, John Herschel pubblicò il General Catalogue of Nebulae.

Nel 1888, vide la luce il notissimo catalogo NGC; il titolo completo era: A New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars, being the Catalogue of the late Sir John F. W. Herschel, Bart., revised, corrected, and enrlaged, by J. L. E. Dreyer, Ph. D.

Merita di essere menzionata anche la sorella di William, Caroline, anch’essa più che valida osservatrice, cui viene spesso attribuita la scoperta di NGC205 (M110) anche se Messier, pur non avendo fatto in tempo ad inserirla nel suo catalogo, dimostri di averla osservata ben 10 anni prima. Caroline ha scoperto certamente,     nel 1783, NGC253.