通过观察可见的物质，发现了看不见的暗物质：通过螺旋星系转速的异常；在星系和星系团中的热气体；星系团中明显的随机运动；通过引力透镜作用；以及观察到的宇宙微波背景辐射的波动。这些观测结果都可以用额外的不可见质量的存在来解释。这一发现有有利的证据之一就是观测到所谓的子弹星系团，即星系团(GC)1E0657-56。在这里，暗物质和星系团一起以引力的方式扭曲了空间，除了重子气体，它包含了大多数普通物质。
钱德拉卫星发现的两个大云的热气体，发现在x射线分离两个质量的快速相撞星系团。两个星团正以每小时约400万英里（约640万千米）的惊人速度相互碰撞，这可能是迄今为止在两个星系团之间所见过的最猛烈碰撞。
图片显示，大部分的引力质量在外端，而大部分的重子质量仍然更接近碰撞中心。它被解释为大部分的重子。图（1）子弹星系团。
图（1）子弹星系团，蓝色为暗物质，粉色为普通可见物质
星系团1E0657-56，被称为“子弹星系团”，就在这张合成图像中显示出来。在仅仅34亿光年之外，在光学图像数据中可以看到子弹星团的单个星系，但它们的总质量加起来远远低于星团中红色的两个热x射线发射气体云的质量。蓝色的质量比光学星系和x射线气体的总和还要多，蓝色显示了星系团中暗物质的分布。另外，这些暗物质是通过对背景星系的引力透镜效应的观测而绘制出来的。右边的子弹状气体星团在两个星系团的巨大碰撞中被扭曲，形成了更大的子弹星系团本身。但是除了引力，暗物质没有与星团气体相互作用。暗物质和气体云的清晰分离被认为是暗物质存在的直接证据。
包含在粉色云中的普通物质由于碰撞引起的阻力而变慢，而蓝色区域显示星团与暗物质一起，自由地彼此远离。还有第二个案例，MACSJ0025.4-1222 ，图（2）星系团MACSJ0025.4-1222。由钱德拉和哈勃太空望远镜拍摄。星团内介质是最普通的物质，位于中间，而大部分的质量相距很远。
