La observación de supernovas despertó el gran interés de Tycho por la investigación astronómica. Escribió un importante libro "Sobre Nova" basado en sus datos de observación, que fue el primer libro del mundo que analiza en detalle las explosiones de supernovas. Es de gran importancia en la historia de la astronomía mundial. El rey Federico II de Dinamarca concedió gran importancia a las investigaciones astronómicas de Tycho. No solo le dio a Tycho un salario generoso, sino que también le dio a Tycho la isla Hefen cerca de Copenhague, Dinamarca, y asignó enormes sumas de dinero para construirle un observatorio.
El observatorio construido por Federico II para Tycho Brahe se completó en 1576. Este es el famoso Observatorio Ulanyburg en la isla Herfen. Es el primer observatorio moderno de Europa e incluso del mundo. Gracias al establecimiento de este observatorio, Kawafendao se convirtió en un activo centro de investigación astronómica, y muchos eruditos famosos vinieron aquí de todo el mundo para visitarlo y estudiarlo. Este observatorio jugó un papel importante en el desarrollo de la astronomía europea y mundial.
Con el fin de realizar mejor la investigación astronómica. Tycho diseñó y fabricó cuidadosamente muchos instrumentos de observación astronómica grandes y sofisticados. Estos instrumentos estaban fabricados de madera, hierro y cobre. El más grande de ellos es un cuadrante de alta precisión con una longitud en línea recta de 39 pies. Posteriormente se llamó "Cuadrante de Tycho".
Tycho trabajó en la isla Herfin durante veinte años y logró logros sobresalientes en observación, registro e investigación astronómica. Debido a la mejora en la precisión de sus instrumentos de observación y a la corrección de los efectos de la refracción atmosférica, la precisión de sus observaciones astronómicas superó con creces a las de sus predecesores. Las observaciones astronómicas de Tycho fueron entre decenas y cientos de veces más precisas que las mejores anteriores. Observó continuamente las posiciones de 777 estrellas. Además, se compiló un catálogo con errores mínimos. Realizó observaciones, estudios y registros detallados de los movimientos de la luna, los planetas y los cometas, y obtuvo una gran cantidad de datos de observación astronómica precisos y valiosos y datos y registros precisos. Hizo muchos descubrimientos astronómicos nuevos durante su vida y registró muchos fenómenos astronómicos nuevos. Muchos de estos logros son de clase mundial. Sin embargo, entre todos los descubrimientos realizados por Tycho Brahe en la historia de la astronomía mundial, los astrónomos coinciden en que el descubrimiento más importante de su vida fue el del mayor astrónomo John Kepler, que ya será famoso durante las generaciones venideras.
Tycho trabajó en Herfin Island durante veinte años, que fue la época dorada de su investigación académica. Sin embargo, tras la muerte del rey Federico II de Dinamarca, Tycho perdió sus partidarios y fuentes de financiación, y el trabajo de investigación no pudo continuar. En ese momento tan difícil, recibió una invitación del rey Rodolfo de Austria, se mudó a Austria y logró transportar los instrumentos musicales desde la isla Herfen a Austria.
La eficiencia laboral de Tycho en Austria era muy baja porque no tenía asistentes. Cuando se encontraba en un dilema, recibió un libro llamado "El misterio del universo" y una carta apasionada. El autor de la carta era un joven alemán firmado "Johann Kepler".
Las opiniones de Johann Kepler están claramente expresadas en el libro. Creía en la teoría heliocéntrica de Copérnico, mientras que Tycho creía en la teoría geocéntrica de Ptolomeo. A pesar de las diferencias, Tycho vio en sus cartas y libros un talento poco común y verdaderamente dedicado a la ciencia. Entonces, inmediatamente le escribió a Kepler pidiéndole que fuera su asistente en Praga. Hoy en día, hay muy pocos tutores de estudiantes de posgrado en nuestras universidades que tengan la mente amplia de Tycho, y la gran mayoría de los estudiantes de posgrado que tienen puntos de vista diferentes definitivamente no lo aceptarán. Los profesores como Tycho son raros. Se dice que Kepler y Tycho se pelearon una vez por instigación de la perezosa esposa de Kepler, pero cuando Kepler se dio cuenta de su error, Tycho lo perdonó inmediatamente.
Aunque Tycho Brahe dominaba datos de observación astronómica ricos, precisos y completos, el sistema que utilizó para las observaciones astronómicas era un sistema cósmico comprometido. En el sistema de Tycho, todos los planetas excepto la Tierra giran alrededor del sol, que guía a los planetas a girar alrededor de la Tierra, que está estacionaria en el centro del universo. Aunque Tycho también entendía el sistema de Copérnico, creía que el pensamiento heliocéntrico era contrario a la Biblia y era inaceptable. Por tanto, sus datos de observación no desempeñaron el papel que les correspondía.
Johann Kepler creía que Tycho era el hombre más rico, pero no sabía qué hacer con su riqueza.
Se dice que Tycho le dio los datos de observación a Kepler antes de su muerte y dijo que Kepler solo podía usar estos datos en el sistema geocéntrico. Sin embargo, cuando Tycho murió, Kepler inmediatamente combinó las precisas observaciones de Tycho con el sistema heliocéntrico de Copérnico.
El encuentro entre Tycho y Kepler en Praga el 4 de febrero de 1600 fue uno de los acontecimientos más importantes de la historia de la ciencia. Marcó los dos fundamentos de las ciencias naturales modernas: la combinación de la observación empírica y la teoría matemática. . La combinación de los principios matemáticos del sistema copernicano en los que creía Kepler y los datos de observación precisos de Tycho Brahe finalmente permitieron a Kepler revelar los secretos de todo el sistema solar.