Ongeveer 85% van de materie in het heelal is in de vorm van donkere materie, wiens aard een mysterie blijft, en de rest is van het soort dat in atomen wordt aangetroffen. Donkere materie vertoont zwaartekracht, maar heeft verder geen interactie met normale materie, het straalt ook geen licht uit. Astronomen die de evolutie van sterrenstelsels bestuderen, ontdekken dat donkere materie zo overvloedig aanwezig is, echter, domineren de vorming in het heelal van grootschalige structuren zoals clusters van sterrenstelsels.

Ondanks dat het moeilijk direct te detecteren is, donkere materie kan worden opgespoord door gevoelige waarnemingen van de verdeling van sterrenstelsels over verschillende schalen te modelleren. Sterrenstelsels bevinden zich over het algemeen in de centra van enorme klompen donkere materie, halo's genaamd, omdat ze de sterrenstelsels omringen. Gravitatielenzen van verder weg gelegen sterrenstelsels door halo's van donkere materie op de voorgrond bieden een bijzonder unieke en krachtige sonde van de gedetailleerde verdeling van donkere materie. "Zwakke lensing" resulteert in bescheiden maar systematische vervormende vormen van achtergrondstelsels en kan robuuste beperkingen opleveren voor de verdeling van donkere materie binnen de clusters; "sterke lens, " in tegenstelling tot, creëert zeer vervormde, uitvergrote en soms meerdere afbeeldingen van een enkele bron.

In het afgelopen decennium, waarnemingen en hydrodynamische simulaties hebben ons begrip van de ontwikkeling van massieve sterrenstelsels aanzienlijk vergroot, met een tweefasenscenario dat nu de voorkeur geniet. In de eerste stap, de massieve kernen van de huidige sterrenstelsels vormen zich op kosmologische tijden van de zwaartekracht ineenstorting van materie in een sterrenstelsel, samen met hun omringende donkere materie halo. Stervorming verhoogt dan de stellaire massa van de melkweg. De meest massieve sterrenstelsels, echter, een tweede fase hebben waarin ze sterren uit de buitenste regionen van andere sterrenstelsels vangen, en zodra hun eigen stervorming afneemt, domineert deze fase hun verzameling. Computermodellen en enkele waarnemingsresultaten lijken dit scenario te bevestigen.

CfA-astronoom Joshua Speagle was lid van een team dat ultragevoelige, wide-field-of-view-beeldvorming op optische en nabij-infraroodgolflengte op de Subaru-telescoop om massieve sterrenstelsels te bestuderen. Hun techniek maakte gebruik van zwakke lenseffecten omdat massieve sterrenstelsels ook meer massieve, donkere materie halo's die licht vervormen. De astronomen bestudeerden ongeveer 3200 sterrenstelsels waarvan de stellaire massa groter is dan die van de Melkweg (ongeveer vierhonderd miljard zonsmassa's). Met behulp van zwakke lensanalyses, ze ontdekten dat informatie over de assemblagegeschiedenis van massieve halo's van donkere materie is gecodeerd in de stellaire massaverdelingen van massieve centrale sterrenstelsels. Onder andere implicaties, de wetenschappers laten zien dat voor sterrenstelsels met dezelfde massa, die met meer uitgebreide vormen hebben meestal meer massieve halo's van donkere materie. De resultaten openen een nieuw venster om te onderzoeken hoe massieve sterrenstelsels zich vormen en evolueren gedurende kosmische tijd.