Aproximadamente el ochenta y cinco por ciento de la materia del universo está en forma de materia oscura, cuya naturaleza sigue siendo un misterio. El resto de la materia del universo es del tipo que se encuentra en los átomos. Los astrónomos que estudian la evolución de las galaxias en el universo encuentran que la materia oscura exhibe gravedad y, porque es tan abundante, domina la formación de estructuras a gran escala en el universo como cúmulos de galaxias. La materia oscura es difícil de observar directamente, no hace falta decir que, y no muestra evidencia de interactuar consigo mismo u otra materia que no sea a través de la gravedad, pero, afortunadamente, se puede rastrear modelando observaciones sensibles de las distribuciones de las galaxias en una variedad de escalas.

Las galaxias generalmente residen en los centros de grandes grupos de materia oscura llamados halos porque rodean los grupos de galaxias. La lente gravitacional de galaxias más distantes mediante halos de materia oscura ofrece una sonda particularmente única y poderosa de la distribución detallada de la materia oscura. Las llamadas lentes gravitacionales fuertes crean imágenes ampliadas y ocasionalmente múltiples de una sola fuente; las llamadas lentes débiles dan como resultado formas modesta pero sistemáticamente deformadas de galaxias de fondo que también pueden proporcionar fuertes restricciones en la distribución de materia oscura dentro de los cúmulos.

Los astrónomos de CfA Annalisa Pillepich y Lars Hernquist y sus colegas compararon imágenes del Hubble gravitacionalmente distorsionadas del cúmulo de galaxias Abell 2744 y otros dos cúmulos con los resultados de simulaciones por computadora de halos de materia oscura. Ellos encontraron, de acuerdo con las predicciones clave en la imagen convencional de la materia oscura, que las subestructuras detalladas de las galaxias dependen de la distribución del halo de materia oscura, y que la masa total y la luz se tracen entre sí. También encontraron algunas discrepancias:la distribución radial de la materia oscura es diferente de la predicha por las simulaciones, y los efectos de la fricción y el arrastre de las mareas en las galaxias son menores de lo esperado, pero sugieren que estos problemas podrían resolverse con simulaciones más precisas. En general, sin embargo, el modelo estándar de materia oscura hace un trabajo excelente y tranquilizador al describir el agrupamiento de galaxias.