Snevda visioner av den kosmiska mikrovågsbakgrunden - det tidigaste detekterbara ljuset - gör det möjligt för astronomer att kartlägga den totala mängden synlig och osynlig materia i hela universum.
Ungefär 85 procent av all materia i universum är mörk materia, osynlig även för de mest kraftfulla teleskopen, men detekterbar med dess gravitationskraft.
För att hitta mörk materia letar astronomer efter en effekt som kallas gravitationslinsning: när gravitationsdragningen av mörk materia böjer sig och förstärker ljuset från ett mer avlägset objekt. I sin mest excentriska form resulterar det i flera bågformade bilder av avlägsna kosmiska föremål.
Men det finns en varning här: för att upptäcka mörk materia måste det finnas ett objekt direkt bakom det. Stjärnorna måste anpassas.
I en ny studie som leddes av Dr. James Geach från University of Hertfordshire i Storbritannien har astronomer i stället blivit uppmärksamma på den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB).
"CMB är det mest avlägsna / äldsta ljuset vi kan se," sa Dr Geach till Space Magazine. "Det kan betraktas som en yta, som belyser hela universum."
Fotonerna från CMB har kastat sig mot jorden sedan universumet bara var 380 000 år gammalt. En enda foton har haft chansen att stöta på massor av materia, efter att ha effektivt testat all materia i universumet längs sin siktlinje.
"Så vår syn på CMB är lite förvrängd från vad den i sig ser ut - lite som att titta på mönstret på botten av en pool," sade Dr. Geach.
Genom att notera de små snedvridningarna i CMB kan vi undersöka all den mörka materien genom hela universum. Men att göra just detta är extremt utmanande.
Teamet observerade den södra himlen med South Pole Telescope, ett 10 meter teleskop designat för observationer i mikrovågsugnen. Denna stora banbrytande undersökning producerade en CMB-karta över den södra himlen, vilket var i överensstämmelse med tidigare CMB-data från Planck-satelliten.
De karakteristiska signaturerna av gravitationslinsning genom ingrepp kan inte extraheras med ögat. Astronomer förlitade sig på att använda en välutvecklad matematisk procedur. Vi går inte in på de otäcka detaljerna.
Detta gav en ”karta över den totala beräknade massatätheten mellan oss och CMB. Det är helt otroligt om du tänker på det - det är en observationsteknik för att kartlägga hela massan i universum, tillbaka till CMB, ”förklarade Dr. Geach.
Men teamet avslutade inte sin analys där. Istället fortsatte de att mäta CMB-linsen vid kvasars positioner - kraftfulla supermassiva svarta hål i centrum för de tidigaste galaxerna.
"Vi fann att områden på himlen med en stor täthet av kvasarer har en tydligt starkare CMB-linssignal, vilket antyder att kvasarer verkligen finns i storskaliga materialstrukturer," säger Dr. Ryan Hickox från Dartmouth College - andra författare till studien - berättade Space Magazine.
Slutligen användes CMB-kartan för att bestämma massan av dessa mörka ämnen halo. Dessa resultat matchade de som bestämdes i äldre studier, som tittade på hur kvasarerna samlades i rymden, utan någon hänvisning till CMB alls.
Konsekventa resultat mellan två oberoende mätningar är ett kraftfullt vetenskapligt verktyg. Enligt Dr. Hickox visar det att "vi har en stark förståelse för hur supermassiva svarta hål finns i storskaliga strukturer, och att (än en gång) Einstein hade rätt."
Uppsatsen har accepterats för publicering i Astrophysical Journal Letters och är tillgänglig för nedladdning här.
