Лупа собирает солнечный свет в яркую точку. Если на стекле есть крошечный дефект, световое пятно исказится. Примерно так работает гравитационное линзирование: массивная галактика изгибает лучи света от более далёкого источника, создавая увеличенное и порой искажённое изображение. В системе PJ011646 астрономы использовали телескоп ALMA, чтобы заглянуть сквозь космическую линзу — эллиптическую галактику — на ещё более далёкую галактику, видимую в миллиметровом диапазоне.

В изображении линзированной галактики учёные заметили едва уловимые изломы и смещения, которые нельзя объяснить одной лишь формой линзирующей галактики. Такие искажения возникают, когда на пути света встречается невидимый массивный объект — сгусток тёмной материи (таинственной субстанции, которая не испускает и не поглощает свет, но проявляет себя через гравитацию). Анализ показал, что этот сгусток весит как примерно 28 миллиардов Солнц, но сосредоточен в области размером всего в несколько тысяч световых лет. Для сравнения: если бы наше Солнце было размером с горошину, то этот сгусток был бы как футбольный мяч, собранный из миллионов таких горошин.

Самое интересное, что масса этого объекта — около 28 миллиардов солнечных — попадает в тот диапазон, где теории холодной и тёплой тёмной материи предсказывают разное количество таких сгустков. Холодная тёмная материя (состоящая из медленных, тяжёлых частиц) допускает множество маленьких сгустков, а тёплая (более лёгкие и быстрые частицы) — гораздо меньше. Находка подтверждает, что метод гравитационного линзирования с высоким разрешением способен заглянуть в этот критический диапазон масс и в будущем поможет выбрать между конкурирующими гипотезами.