Vogel foi pioneiro no uso da espectroscopia na astronomia, tendo aplicado este instrumento para analisar quimicamente atmosferas planetárias e para determinar o período de rotação do sol pelo efeito Doppler.
Em 1882, Vogel tornou-se diretor do Instituto de Astrofísica de Potsdam, tendo sido primariamente conhecido por uma descoberta ali feita em 1890. Vogel descobriu que o espectro de certas estrelas mudava com o tempo, mudando para o vermelho e depois para o azul. Vogel interpretou que a estrela estava afastando-se da Terra e movendo em direção à Terra, respetivamente, com o resultante efeito Doppler possibilitando a Vogel a sua conclusão. As estrelas aparentavam orbitar em torno de um centro de massa comum, e portanto, eram estrelas binárias. Porém, a observação visual de cada estrela componente não era possível através do telescópio, portanto, tais estrelas foram chamadas de binárias espetroscópicas.
Vogel descobriu que Algol é uma estrela binária pelo efeito Doppler.
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