Het is niet mogelijk om rechtstreeks een heel sterrenstelsel te wegen, inclusief het sterrenstelsel waarin we ons bevinden, de Melkweg. Astronomen hebben echter verschillende indirecte methoden ontwikkeld om de massa van sterrenstelsels te schatten. Een veelgebruikte methode wordt de viriale stelling genoemd.

De viriale stelling relateert de kinetische energie van een gebonden systeem aan zijn potentiële energie. In de context van een sterrenstelsel wordt de kinetische energie geassocieerd met de beweging van sterren en gas binnen het sterrenstelsel, terwijl de potentiële energie geassocieerd wordt met de zwaartekracht tussen deze componenten. Door de snelheidsverdeling van sterren in een sterrenstelsel te meten en dynamische modellen te gebruiken, kunnen astronomen de totale hoeveelheid massa schatten die nodig is om het systeem bij elkaar te houden.

Een andere methode die wordt gebruikt om de massa van sterrenstelsels te schatten is zwaartekrachtlenzen. Zwaartekrachtlensvorming treedt op wanneer licht van een ver verwijderd object wordt vervormd en vergroot door het zwaartekrachtveld van een massief object, zoals een sterrenstelsel. Door de vervorming van het licht van achtergrondstelsels of andere bronnen te bestuderen, kunnen astronomen de massa van het voorgrondstelsel afleiden die verantwoordelijk is voor het lenseffect.

Bovendien kunnen observaties van de bewegingen van sterrenstelsels binnen clusters inzicht verschaffen in de totale massa van de cluster, inclusief de massa van individuele sterrenstelsels daarin. Door de snelheden en afstanden van sterrenstelsels in een cluster te meten, kunnen astronomen dynamische modellen toepassen om de totale massa van het clustersysteem te schatten, inclusief de massa van de sterrenstelsels die het bevat.

Het is belangrijk op te merken dat deze methoden schattingen geven van de totale massa van een sterrenstelsel, inclusief zowel lichtgevende als donkere materie. Donkere materie is een mysterieuze vorm van materie die geen waarneembaar licht uitstraalt of reflecteert, maar een cruciale rol speelt in de dynamiek en structuur van sterrenstelsels. Schattingen van de massa van een sterrenstelsel zijn afhankelijk van de specifieke gebruikte methode en kunnen gepaard gaan met het maken van aannames over de verdeling van donkere materie binnen het sterrenstelsel.