Um dos traços mais conhecidos do Imperador D. Pedro II era seu interesse pelas ciências, especialmente aquelas ligadas à natureza. Assim, com seu beneplácito e apoio material, foi criado em 1846 o Observatório Astronômico, cujos serviços incluíam o serviço da hora astronômica. Os escassos recursos, contudo, fizeram com que fosse instalado em local técnicamente desfavorável, apesar de menos dispendioso. Em vez do preferível Morro da Conceição, feito de granito e geológicamente estável, escolheu-se a igreja inacabada de Santo Inácio no Morro do Castelo, opção mais em conta por pertencer ao estado.O terreno, contudo, compunha-se de gnaisse em decomposição, e movia-se considerávelmente, para finalidades de observação. Em que pesem as adversidades, foi o local de nascimento da ciência astronômica no Brasil, produzindo as primeiras publicações nacionais desta área de conhecimento. O imperador, entusiasta deste campo, visitava regularmente o local e sua biblioteca.
Observatório do Castelo, construído sobre a igreja dos Jesuítas
Outro serviço prestado pelo observatório era o da hora astronômica. Em uma época na qual não existiam as zonas de tempo determinadas a partir do meridiano de Greenwich, e muito menos como sincronizar relógios em escala mundial, a referência para a hora local era dada pela passagem do sol pelo zênite, que ocorre ao meio-dia. Para fins de sincronização, exatamente neste momento o observatório soltava um balão, visível em todo centro, como referência, conhecido como "balão do meio-dia". Este serviço funcionou desde 1846, e só foi modificado décadas depois com o uso de lanternas elétricas. Com a mudança do observatório para o Morro de São Januário, em 1918, essa atividade seria extinta, tornando-se mais uma recordação do passado.
Em 1922, desaparecia o Morro do Castelo, e as ruínas da igreja dos jesuítas, então com 350 anos de idade, eram transformadas em entulho, levando consigo também esta página pouco conhecida dos primórdios da ciência astronômica no Brasil.
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