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독일에서 태어난 베셀은 선원이 되기 위해 항해술을 공부하고 그 기초가 되는 수학과 천문학을 공부했다. 1804년에 주기 혜성의 궤도를 계산하여 1807년에 돌아올 것을 정확히 예측하기도 했다. 1810년 프로이센 정부로부터 쾨니히스베르크 국립천문대의 건설을 위촉받아, 13년 만에 천문대가 완성되자 초대 대장이 됐다.

1800년대 중반까지만 해도 별까지의 거리를 측정하는 법을 아는 사람은 없었다. 베셀은 이 분야의 개척자로 1838년 처음으로 백조자리 61번 별까지의 거리가 10광년이라는 것을 계산했다. 이 별은 그의 이름을 따 ‘베셀의 별’이라고 불리게 된다. 그는 별까지의 거리를 ‘연주시차’를 이용해 측정했는데, 이 방법으로 약 5만여 개에 달하는 별의 거리를 계산해 냈다. 베셀의 연주시차 증명으로 지동설은 더욱 확고해질 수 있었다.(별의 거리를 재는 연주시차 참조)

베셀은 시리우스가 가만히 있지 않고 움직이는 것을 관측했다. 시리우스는 잘 보이지 않는 별이 곁에 있는 이중성이었다. 이중성은 가까이 있는 두 별이 서로 돌아가기 때문에 위치가 계속 달라진다. 시리우스 이중성의 존재는 베셀이 죽고 난 뒤 직경 470밀리미터의 고성능 망원경으로 확인됐다. 이 별이 시리우스B로, 큰 개를 상징하는 시리우스를 따라다닌다고 해서 ‘강아지’라는 애칭이 붙었다. 시리우스B는 백색왜성인데 크기가 태양의 100분의 1 정도로 작지만, 질량은 태양과 거의 비슷하다.