W czasie pobytu w Waszyngtonie Hagen zajmował się również matematyką wyższąWilliam Benjamin Smith, Hagen's Synopsis of Higher Mathematics, w: JSTOR Early Journal Content, The Annals of Mathematics, 1892.
W 1906 roku arcybiskup Pizy, Pietro Maffia, polecił papieżowi Hagena. Pius X wezwał jezuitę do Rzymu i powierzył mu zadanie kontynuowania badań astronomicznych rozpoczętych jeszcze za pontyfikatu Leona XIII. Wynikiem prac, w które zaangażowanych było bardzo wielu uczonych, zarówno duchownych jak i świeckich, było wydanie dziesięciotomowej publikacji w 1928 roku. W międzyczasie Hagen opublikował jedno ze swoich najważniejszych dzieł, Atlas Stellarum Variabilium, traktujące o obserwacjach gwiazd. Kolejną ważna publikacją w karierze naukowej Hagena była praca poświęcona kolorom gwiazd, w której bazował na osiągnięciach Benedikta Sestiniego. Badania tego jezuity przeszły niemal bez echa, dopiero dzięki odświeżeniu i uzupełnienie ich przez Hagena zostały zauważone i docenione przez środowisko naukowe.