周期-光度関係
ラドクリフ大学を卒業したリービットは、ハーバード大学天文台で星の明るさを測定してカタログ化するために写真プレートを調べる「コンピュータ」として働いていた。天文台所長のエドワード・チャールズ・ピッカリングは、ペルーのアレキパに置かれていたハーバード天文台のボイデン天文台のブルース天体写真儀で撮影された写真プレートに記録された小マゼラン雲と大マゼラン雲の変光星の研究をリービットに命じた。彼女は、1777個の変光星を同定し、そのうち47個をセファイドに分類した。1908年、彼女はその結果を『ハーバード大学天文台紀要』に発表し、明るい変光星ほど周期が長くなっていることを指摘した。この研究を基に、リービットは小マゼラン雲にあるセファイド変光星25個のサンプルの周期と明るさの関係を注意深く調べ、1912年に発表した。この論文は、エドワード・ピッカリングとの共同研究という扱いでピッカリングも署名しているが、最初の文章では「ミス・リービットが準備した」と書かれている。
1912年の論文で、リービットは恒星の等級と周期の対数をグラフ化して、次のように述べている。
「最大値と最小値に対応する2点間に容易に直線を引くことができ、セファイド変光星の明るさとその周期の間には単純な関係があることがわかる。」
A straight line can be readily drawn among each of the two series of points corresponding to maxima and minima, thus showing that there is a simple relation between the brightness of the Cepheid variables and their periods.