最令人信服的关于暗物质存在的证据莫过于子弹星系了。这是两个正在碰撞的星系团构成的系统，在背景的可见光图像中可以看到很多成员星系。覆盖在背景图像上的红色表示大部分正常物质（高温X射线发射气体）的分布，蓝色表示大部分星系团质量（利用引力透镜测得）的分布。红色X射线气体与蓝色星系团质量分布之间的差异显示出令人惊异的两个星系团中正常物质与暗物质之间的不同。图中右侧的子弹形红色团块是一个星系团的高温气体，在碰撞中它正穿越另一个星系团的热气体。两团气体都因引力拖曳而减速，这与碰撞中的空气阻力类似。作为对比，暗物质（蓝色）并没有因碰撞而减速——显然——暗物质既不直接与其自身也不与气体发生除引力外的作用。这是激动人心的证据，毫无疑问地证明了星系团中的绝大多数物质都是暗物质，与正常物质很不一样。

碰撞后，被俘获的恒星来回振荡形成壳层，就好像当我们向池塘中扔一块石子后，水面会形成涟漪一样。了比氢和氦重的元素的丰度。

旋涡星系形成的理论还包括暗物质晕的成团过程。在早期宇宙，星系的主要成分是暗物质和气体，没有太多恒星。通过吸积更小的星系，一个旋涡星系“候选体”的质量变得越来越大，绝大部分的暗物质都聚集在星系外围的晕中。而气体的情况则不同，气体收缩的速度更快，因此开始以更快的速度自转，就好像滑冰运动员收回手臂会旋转得更快一样。最后气体聚集成为快速旋转的薄盘。

造成星系盘收缩停止的原因仍是个谜，盘星系形成的计算机模拟也不能完全重现这些盘星系的自转速度和大小。有理由相信，来自明亮的新形成恒星的辐射，或者是几乎每个星系中心都有的超大质量黑洞使得盘的收缩速度减慢，并因此调节了星系形成的过程。还有证据表明，暗物质晕对星系施加了额外的“拉力”，从而阻止了盘的进一步收缩。也许在这个时段，星系碰撞和并合过程已经开始起到重要的作用，为星系提供了“新”的气体恒星和暗物质。

椭圆星系的演化按照传统观点，椭圆星系中的恒星形成在其诞生之初的星暴后就已经停止，其光芒仅来自日益年老的恒星。在典型大椭圆星系的外围区域，都有延展的球状星团系统。

由于缺乏新星形成，只有年老的星族，最初天文学家认为椭圆星系的形成时间要比旋涡星系早。然而，最近在一些椭圆星系中观测到年轻的蓝色星团和其他结构，都能用星系碰撞理论来解释。并合假说预言，任何两个质量相当的星系，无论它们是什么类型的，在经过碰撞并合的长期过程后，产物都是一个椭圆星系。