Aproximadamente el 85% de la materia del universo está en forma de materia oscura, cuya naturaleza sigue siendo un misterio, y el resto es del tipo que se encuentra en los átomos. La materia oscura exhibe gravedad pero por lo demás no interactúa con la materia normal, ni emite luz. Los astrónomos que estudian la evolución de las galaxias encuentran que, debido a que es tan abundante, la materia oscura lo hace, sin embargo, dominan la formación en el universo de estructuras a gran escala como cúmulos de galaxias.

A pesar de ser difícil de detectar directamente, La materia oscura se puede rastrear modelando observaciones sensibles de las distribuciones de las galaxias en un rango de escalas. Las galaxias generalmente residen en los centros de grandes grupos de materia oscura llamados halos porque rodean a las galaxias. La lente gravitacional de galaxias más distantes mediante halos de materia oscura en primer plano ofrece una sonda particularmente única y poderosa de la distribución detallada de la materia oscura. La "lente débil" da como resultado formas que deforman modesta pero sistemáticamente las galaxias de fondo y pueden proporcionar fuertes restricciones en la distribución de la materia oscura dentro de los cúmulos; "lente fuerte, " a diferencia de, crea muy distorsionado, imágenes ampliadas y ocasionalmente múltiples de una sola fuente.

En la última decada, Las observaciones y simulaciones hidrodinámicas han mejorado significativamente nuestra comprensión de cómo se desarrollan las galaxias masivas, con un escenario de dos fases ahora favorecido. En el primer paso los núcleos masivos de las galaxias actuales se forman en tiempos cosmológicos a partir del colapso gravitacional de la materia en una galaxia, junto con su halo de materia oscura circundante. La formación de estrellas aumenta la masa estelar de la galaxia. Las galaxias más masivas, sin embargo, tienen una segunda fase en la que capturan estrellas de las regiones exteriores de otras galaxias, y una vez que su propia formación estelar disminuye, esta fase domina su ensamblaje. Los modelos informáticos y algunos resultados de observación parecen confirmar este escenario.

El astrónomo de CfA Joshua Speagle era miembro de un equipo que usaba ultrasensibles, Imágenes de campo de visión amplio en longitud de onda óptica e infrarroja cercana en el telescopio Subaru para estudiar el ensamblaje masivo de galaxias. Su técnica aprovechó los efectos de lentes débiles porque las galaxias masivas también tienden a tener más masa, halos de materia oscura que distorsionan la luz. Los astrónomos estudiaron alrededor de 3200 galaxias cuyas masas estelares son más que las de la Vía Láctea (aproximadamente cuatrocientos mil millones de masas solares). Usando análisis de lentes débiles, encontraron que la información sobre la historia de ensamblaje de halos masivos de materia oscura está codificada en las distribuciones de masa estelar de galaxias centrales masivas. Entre otras implicaciones, los científicos muestran que para galaxias de la misma masa, aquellos con formas más extendidas tienden a tener halos de materia oscura más masivos. Los resultados abren una nueva ventana para explorar cómo se forman y evolucionan las galaxias masivas a lo largo del tiempo cósmico.