和普尔科沃天文台时，就使用23厘米和38厘米望远镜登记分类了大量的双星，19世纪40年代曾普遍认为，基本上所有可通过仪器看到的双星均已被发现。而伯纳姆使用15厘米(5.9英寸)望远镜，从1872年到1877年发现了451颗新的双星。意大利天文学家埃尔科莱·登博夫斯基帮助他测量了这些新发现的双星。伯纳姆杰出的工作才能也为他打开天文台的大门，使他接触到利克、耶基斯以及其他天文台更强大的观察设备，他一生总共发现了发现1340对双星。伯纳姆所发现的第一个天体，将在半个世纪后被称为"赫比格-哈罗天体"—伯纳姆星云