Gottfried Kirch diede a sua moglie ulteriori istruzioni di astronomia, come fece per sua sorella e molti altri studenti. Alle donne non era permesso frequentare le università in Germania, ma il lavoro di astronomia e l’osservazione dei cieli, si svolgeva in gran parte al di fuori delle università. Così, Kirch divenne una delle poche donne attive nell’astronomia nel 1700. Divenne ampiamente conosciuta come Kirchin, la versione femminile del nome di famiglia. Non era inaudito nel Sacro Romano Impero che una donna fosse attiva nell’astronomia. Maria Cunitz, Elisabeth Hevelius e Maria Clara Eimmart erano state astronome attive nel XVII secolo.
Con un editto, Federico III introdusse il monopolio dei calendari nel Brandeburgo, e più tardi in Prussia, imponendo una tassa sul calendario. Le entrate di questo monopolio servivano a pagare gli astronomi e i membri dell’Accademia delle Scienze di Berlino che Federico III fondò nel luglio del 1700. Federico III costruì anche un osservatorio che fu inaugurato nel gennaio 1711. Assistito da sua moglie, Gottfried Kirch preparò il primo calendario di una serie, intitolato Chur-Brandenburgischer Verbesserter Calender Auff das Jahr Christi 1701, che divenne molto popolare.
Maria e Gottfried lavorarono insieme come una squadra. In modo tipico della gilda, lei avanzò dalla sua posizione di apprendista di Arnold, per diventare assistente di suo marito. Suo marito aveva studiato astronomia all’Università di Jena ed era stato apprendista di Johannes Hevelius. All’accademia lavorò come sua assistente non ufficiale, ma riconosciuta. La posizione delle donne nelle scienze era simile alla loro posizione nelle corporazioni, apprezzata, ma subordinata. Insieme facevano osservazioni e calcoli per produrre calendari ed effemeridi.
A partire dal 1697, le Kirch iniziarono anche a registrare le informazioni meteorologiche. I loro dati furono usati per produrre calendari e almanacchi e furono anche molto utili per la navigazione. L’Accademia delle Scienze di Berlino si occupava della vendita dei loro calendari.
Durante il primo decennio del suo lavoro all’accademia come assistente del marito Kirch osservava il cielo, ogni sera a partire dalle 21. Durante tale osservazione di routine scoprì una cometa. Il 21 aprile 1702 Kirch scoprì la cosiddetta “Cometa del 1702” (C/1702 H1). Oggi non ci sono dubbi sulla priorità di Kirch nella scoperta di C/1702 H1. Nelle sue note di quella notte il marito registrò:
“La mattina presto (verso le 2:00) il cielo era chiaro e stellato. Alcune notti prima, avevo osservato una stella variabile e mia moglie (mentre dormivo) voleva trovarla e vederla da sola. Così facendo, ha trovato una cometa nel cielo. A quel punto mi ha svegliato, e ho scoperto che era davvero una cometa… Ero sorpreso di non averla vista la notte prima”.
L’unica rivista scientifica tedesca dell’epoca, Acta Eruditorum, era in latino. Le successive pubblicazioni di Kirch a proprio nome erano tutte in tedesco. All’epoca, suo marito non aveva una cattedra indipendente all’accademia e i Kirch lavoravano come una squadra su problemi comuni. La coppia osservava il cielo insieme: lui osservava il nord e lei il sud, facendo osservazioni che una sola persona non avrebbe potuto condurre accuratamente.
Kirch continuò a portare avanti il suo lavoro di astronomia, pubblicando in tedesco con il proprio nome, e con il giusto riconoscimento. Le sue pubblicazioni, che includevano le sue osservazioni sull’Aurora Boreale (1707), l’opuscolo Von der Conjunction der Sonne des Saturni und der Venus sulla congiunzione del sole con Saturno e Venere (1709), e l’avvicinarsi della congiunzione di Giove e Saturno nel 1712 diventarono i suoi contributi duraturi all’astronomia. Prima della Kirch l’unica astronoma donna del Sacro Romano Impero che aveva pubblicato con il proprio nome era stata Maria Cunitz. L’amico di famiglia e vice presidente dell’Accademia delle Scienze di Berlino, Alphonse des Vignoles disse nell’elogio di Kirch: “Se si considera la reputazione di Frau Kirch e Frau Cunitz, si deve ammettere che non c’è un ramo della scienza … in cui le donne non siano capaci di raggiungere risultati, e che in astronomia, in particolare, la Germania prende il premio sopra tutti gli altri stati in Europa.”
Nel 1709 il presidente dell’Accademia delle Scienze di Berlino Gottfried von Leibniz la presentò alla corte di Prussia, dove Kirch spiegò i suoi avvistamenti di macchie solari. Egli disse di lei:
“C’è una donna molto colta che potrebbe passare per una rarità. Il suo successo non è nella letteratura o nella retorica, ma nelle più profonde dottrine dell’astronomia… Non credo che questa donna trovi facilmente un suo pari nella scienza in cui eccelle… Lei è favorevole al sistema copernicano (l’idea che il sole sia in riposo) come tutti i dotti astronomi del nostro tempo. Ed è un piacere sentirla difendere questo sistema attraverso la Sacra Scrittura in cui è anche molto colta. Osserva con i migliori osservatori e sa maneggiare meravigliosamente il quadrante e il telescopio”.
Dopo la morte del marito nel 1710, Kirch tentò di prendere il suo posto come astronomo e costruttore di calendari all’Accademia Reale delle Scienze. Nonostante la sua petizione fosse sostenuta da Leibniz, il presidente dell’accademia, il consiglio esecutivo dell’accademia respinse la sua richiesta di una posizione formale dicendo che “ciò che le concediamo potrebbe servire da esempio in futuro”, cioè non volevano creare un precedente nominando una donna. Nella sua petizione la Kirch esponeva le sue qualifiche per la posizione. Ha formulato la sua domanda in termini accettabili per i tempi, sostenendo che era ben qualificata perché era stata istruita da suo marito nel calcolo e nell’osservazione astronomica. Sottolineò che si era impegnata nel lavoro astronomico fin dal suo matrimonio e che aveva lavorato all’accademia dalla nomina del marito dieci anni prima. Nella sua petizione Kirch disse che “per qualche tempo, mentre il mio caro defunto marito era debole e malato, ho preparato il calendario dai suoi calcoli e l’ho pubblicato sotto il suo nome”. Per Kirch, una nomina all’accademia non sarebbe stata solo un segno d’onore, ma era vitale per assicurare un reddito a lei e ai suoi figli. Nella sua petizione disse che il marito non le aveva lasciato mezzi di sostentamento. Nella vecchia tradizione delle corporazioni dei mestieri, sarebbe stato possibile per Kirch assumere la posizione del marito dopo la sua morte, ma le nuove istituzioni scientifiche tendevano a non seguire quella tradizione.
Sebbene Kirch avesse svolto un lavoro importante all’accademia, non aveva una laurea, cosa che a quel tempo avevano quasi tutti i membri dell’accademia. Più precisamente, il suo sesso lavorò contro la sua nomina. Il segretario dell’Accademia delle Scienze di Berlino, Johann Theodor Jablonski, ammonì Leibniz: “che venga mantenuta in veste ufficiale per lavorare al calendario o per continuare con le osservazioni semplicemente non va bene. Già durante la vita di suo marito l’accademia era gravata dal ridicolo perché il suo calendario era stato preparato da una donna. Se ora venisse mantenuta in tale veste, le bocche si aprirebbero ancora di più”. Leibniz fu l’unico membro del consiglio dell’accademia che sostenne la sua nomina e cercò di assicurarle assistenza finanziaria.
Kirch sentì che le sue richieste furono negate a causa del suo sesso. Questo è in qualche modo supportato dal fatto che Johann Heinrich Hoffmann, che aveva poca esperienza, fu nominato al posto del marito al posto suo. Hoffmann rimase presto indietro con il suo lavoro e non riuscì a fare le osservazioni richieste. Fu persino suggerito che Kirch diventasse il suo assistente. Kirch scrisse: “Ora attraverso un severo deserto, e poiché… l’acqua è scarsa… il sapore è amaro”. Tuttavia, in un risultato eccezionale per i tempi, fu ammessa dall’Accademia delle Scienze di Berlino.
Nel 1711, pubblicò Die Vorbereitung zug grossen Opposition, un pamphlet ben accolto in cui prevedeva una nuova cometa, seguito da un pamphlet riguardante Giove e Saturno. Nel 1712, Kirch accettò il patrocinio di Bernhard Friedrich von Krosigk, che era un appassionato astronomo dilettante, e iniziò a lavorare nel suo osservatorio. Lei e suo marito avevano lavorato all’osservatorio di Krosigk mentre l’osservatorio dell’accademia era in costruzione. All’osservatorio di Krosigk raggiunse il grado di maestro astronomo.
Dopo la morte del barone von Krosigk nel 1714 Kirch si trasferì a Danzica per assistere un professore di matematica per un breve periodo prima di tornare. Nel 1716, Kirch e suo figlio, che aveva appena finito l’università, ricevettero un’offerta di lavoro come astronomi per lo zar russo Pietro il Grande, ma preferì rimanere a Berlino dove continuò a calcolare calendari per località come Norimberga, Dresda, Breslavia e l’Ungheria.
Ha formato suo figlio Christfried Kirch e le figlie Christine Kirch e Margaretha Kirch per agire come suoi assistenti nel lavoro astronomico della famiglia, continuando la produzione di calendari e almanacchi così come fare osservazioni. Nel 1716, suo figlio Christfried e Johann Wilhelm Wagner furono nominati osservatori all’osservatorio dell’accademia dopo la morte di Hoffmann. Kirch tornò a Berlino per fare da assistente al figlio insieme alla figlia Christine. Lavorava di nuovo all’osservatorio dell’accademia calcolando i calendari. I membri maschili dell’accademia si lamentarono che lei assumeva un ruolo troppo prominente ed era “troppo visibile all’osservatorio quando gli estranei la visitavano”. Alla Kirch fu ordinato di “ritirarsi in disparte e lasciare la parola a… suo figlio”. Kirch si rifiutò di conformarsi e fu costretto dall’accademia a rinunciare alla sua casa sul terreno dell’osservatorio.
Kirch continuò a lavorare in privato. Kirch morì di febbre a Berlino il 29 dicembre 1720.
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