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家發(fā)現(xiàn)，由于暗物質(zhì)如此之豐富，它確實在宇宙中形成了許多大型結(jié)構(gòu)，如星系團。

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)團的中心，因為它們圍繞著星系。前景暗物質(zhì)光環(huán)對更遙遠星系的引力透鏡，為暗物質(zhì)的詳細分布提供了特別獨特而有力的探索。“弱透鏡”導致背景星系的形狀適度但系統(tǒng)地變形，并且可以對星團內(nèi)暗物質(zhì)的分布提供有力的約束。相比之下，“強力鏡頭”會產(chǎn)生高度失真，放大的圖像，并偶爾會產(chǎn)生單個來源的多個圖像。

在過去的十年中，觀測和流體動力學模擬極大地增進了我們對大質(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時代從物質(zhì)的引力坍塌形成一個星系，以及周圍的暗物質(zhì)暈。然后，恒星形成會增強星系的恒星質(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。計算機模型和一些觀察結(jié)果似乎證實了這種情況。

CfA天文學家Joshua Speagle是一個小組的成員，該小組在斯巴魯望遠鏡上使用光學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，因為巨大的星系也傾向于擁有更大的，暗物質(zhì)光環(huán)，它們會扭曲光。天文學家研究了大約3200個星系，它們的恒星質(zhì)量超過了銀河系(大約4000億個太陽質(zhì)量)。使用弱鏡頭分析發(fā)現(xiàn)，有關大規(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?？茖W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間內(nèi)形成和演化打開了新的窗口。