Le galassie non sono distribuite in modo uniforme nell'Universo ma tendono a concentrarsi in vasti addensamenti, detti ammassi di galassie. Gli ammassi di galassie sono quindi costituiti da centinaia, a volte migliaia di galassie legate tra loro gravitazionalmente su dimensioni di circa 10-20 milioni di anni luce e di fatto costituiscono le strutture legate più grandi dell'Universo.

Lo spazio tra galassia e galassia non è vuoto ma è costituito da un gas, chiamato gas intergalattico, composto principalmente da idrogeno ionizzato. Il gas intergalattico si trova a bassissima densità (0.001 particella su cm^3) ed altissima temperatura (milioni di gradi), caratteristiche che lo rendono rivelabile grazie a satelliti a raggi X.

Il gas intergalattico di alcuni ammassi di galassie presenta anche una estesa emissione radio, chiamata alone radio, che testimonia la presenza di elettroni relativistici e campo magnetico. Poiché il gas intergalattico è approssimativamente in equilibrio con il campo gravitazionale dell'ammasso di galassie, dalla sua distribuzione è possibile calcolare la massa totale nell'ammasso. Ne risulta che la massa totale è molto più alta di quella del gas e delle galassie.

La componente mancante è detta materia oscura, e la sua esatta natura è ancora sconosciuta. In un ammasso tipico, solo il 5% della massa totale è sotto forma di galassie, il 10-15% come gas intergalattico caldissimo che emette raggi X, e il resto come materia oscura.

In figura, l'emissione ottica (blu), X (rossa) e radio (contorni verdi) dell'ammasso di galassie Abell 665 (Vacca et al. 2010).

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