宇宙中約有85%的物質(zhì)是暗物質(zhì)，暗物質(zhì)的性質(zhì)仍然是個(gè)謎，其余的都是原子中發(fā)現(xiàn)的那種。暗物質(zhì)具有引力，但不與正常物質(zhì)相互作用，也不發(fā)光。研究星系演化的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，由于暗物質(zhì)如此之豐富，它確實(shí)在宇宙中形成了許多大型結(jié)構(gòu)，如星系團(tuán)。

盡管很難直接檢測出暗物質(zhì)，但可以通過對一系列尺度上銀河分布的敏感觀測結(jié)果建模來追蹤暗物質(zhì)。星系通常駐留在被稱為光環(huán)的大量暗物質(zhì)團(tuán)的中心，因?yàn)樗鼈儑@著星系。前景暗物質(zhì)光環(huán)對更遙遠(yuǎn)星系的引力透鏡，為暗物質(zhì)的詳細(xì)分布提供了特別獨(dú)特而有力的探索。“弱透鏡”導(dǎo)致背景星系的形狀適度但系統(tǒng)地變形，并且可以對星團(tuán)內(nèi)暗物質(zhì)的分布提供有力的約束。相比之下，“強(qiáng)力鏡頭”會(huì)產(chǎn)生高度失真，放大的圖像，并偶爾會(huì)產(chǎn)生單個(gè)來源的多個(gè)圖像。

在過去的十年中，觀測和流體動(dòng)力學(xué)模擬極大地增進(jìn)了我們對大質(zhì)量星系如何發(fā)展的理解，目前偏愛兩階段方案。第一步，今天的星系的巨大核在宇宙學(xué)時(shí)代從物質(zhì)的引力坍塌形成一個(gè)星系，以及周圍的暗物質(zhì)暈。然后，恒星形成會(huì)增強(qiáng)星系的恒星質(zhì)量。然而，最龐大的星系處于第二階段，在該階段中，他們從其他星系的外圍捕獲恒星，一旦它們自身的恒星形成消退，該階段便成為了其聚集的主要因素。計(jì)算機(jī)模型和一些觀察結(jié)果似乎證實(shí)了這種情況。

CfA天文學(xué)家Joshua Speagle是一個(gè)小組的成員，該小組在斯巴魯望遠(yuǎn)鏡上使用光學(xué)和近紅外波長的超靈敏，寬視場成像來研究大規(guī)模星系裝配。他們的技術(shù)利用了微弱的透鏡效應(yīng)，因?yàn)榫薮蟮男窍狄矁A向于擁有更大的，暗物質(zhì)光環(huán)，它們會(huì)扭曲光。天文學(xué)家研究了大約3200個(gè)星系，它們的恒星質(zhì)量超過了銀河系(大約4000億個(gè)太陽質(zhì)量)。使用弱鏡頭分析發(fā)現(xiàn)，有關(guān)大規(guī)模暗物質(zhì)光環(huán)組裝歷史的信息被編碼在大型中央星系的恒星質(zhì)量分布中。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在其他含義中，對于質(zhì)量相同的星系，形狀更大的星系往往具有更大的暗物質(zhì)暈。結(jié)果為探索巨大的星系如何在宇宙時(shí)間內(nèi)形成和演化打開了新的窗口。