Chociaż nie udało mu się objąć obserwacjami pełnego cyklu słonecznego, jak pierwotnie planował, dokonał jednak kilku odkryć, w tym: odkrył zjawisko rotacji różnicowej Słońca oraz migracje plam słonecznych w kierunku równika w trakcie cyklu słonecznego (oba te zjawiska mniej więcej w tym samym czasie odkrył niezależnie Gustav Spörer), określił oś rotacji Słońca z bezprecedensową dokładnością, oraz dokonał pierwszej obserwacji rozbłysku słonecznego w dniu 1 września 1859 roku (niezależnie odkrył go Richard Hodgson).
Do czasu, gdy opublikował w 1863 roku swoją obszerną pracę na temat plam słonecznych pt. Obserwacje plam na Słońcu (Observations of the Spots on the Sun), był już uznawany w całym świecie za brytyjskiego eksperta od plam słonecznych. Za pracę tę otrzymał w 1864 roku Nagrodę Lalande’a od Francuskiej Akademii Nauk. Prowadził rozległą korespondencję z obserwatorami plam z całej Europy, w tym z Heinrichem Schwabem i Rudolfem Wolfem.