En raison de l'intérêt de Llewelyn pour l'astronomie, son père construit un observatoire équatorial à Penllergare pour son seizième anniversaire[4],[8],[9]. La construction de l'observatoire est une affaire de famille, comme Llewelyn l'a décrit dans une lettre de 1851 à son père :
« J'ai posé la première pierre de l'observatoire aujourd'hui, le 7 juillet. Quand grand-père et grand-mère sont venus samedi, nous leur en avons parlé et ils ont eu la gentillesse de venir ici aujourd'hui pour voir la première pierre posée. Nous sommes donc allés en procession sur place. Ils avaient déjà des pierres et après que j'aie posé la première pierre, Emma [mes jeunes sœurs] a posé la deuxième et Elinor la troisième, ce qu'elle a fait avec beaucoup de plaisir. »
Llewelyn collabore avec son père à un certain nombre d'expériences astrophotographiques, notamment à la production de certaines des premières photographies de la lune au milieu des années 1850[10]. Elle a plus tard rappelé que « comme le clair de lune nécessite une exposition beaucoup plus longue, c'était mon travail de maintenir le télescope en mouvement constant car il n'y avait pas de mécanisme d'horlogerie »[9]. Ils développent également un moyen de photographier les cristaux de neige[11].
La collaboration entre Llewelyn et son père s'étend également à la météorologie, puisqu'ils contribuent à l'entretien et à la surveillance des stations météorologiques bénévoles de la British Science Association. Llewelyn gérait les relevés météorologiques et espérait pouvoir présenter ses observations en personne lors d'une réunion de l'association. Cependant, son père ne lui permit pas d'y assister[4].
L'une des photographies de John Dillwyn Llewelyn de sa fille, prise vers 1854, comporte un photogramme de fougères comme bordure de vignette plutôt que la dentelle, l'encre et l'aquarelle, ou les bordures en papier découpé qui sont courantes à l'époque[12],[13]. Llewelyn adopte cette méthode décorative pour au moins une de ses photographies de sa sœur, Elinor[14].
En 2012, la British Library acquiert les archives photographiques de Dillwyn Llewelyn/Story Maskelyne[5], qui comprennent une sélection de journaux, de mémoires et de photographies de Thereza[18].
↑(en) Richard Morris, « Thoughts on the Mary Dillwyn Album », National Library of Wales Journal, Aberystwyth, Pays de Galles, vol. 32, no 4, , p. 471–477 (lire en ligne [archive du ], consulté le )
↑(en) Suzanne Le-May Sheffield, Revealing New Worlds: Three Victorian Women Naturalists, Routledge, (ISBN9781134698462, lire en ligne)
↑(en) Anne Anninger, Julie Mellby et Houghton Library, Salts of silver, toned with gold: the Harrison D. Horblit collection of early photography, Houghton Library, Université Harvard, , 18 p. (ISBN9780914630227, lire en ligne)