make ＋ 名詞(動作を表す名詞)
で makeが「する」という意味になって目的語にとった名詞をほぼ動詞化して訳すことが良くあります

この場合修飾語をとったmake a discovery でdiscoverと同じ意味になります。

例 make a mistake
make a reservation
make a decision

gainedは文法的には正解ですが訳がおかしいです

上記の回答が文字数オーバーになってしまい投稿ミスしてしまいました。再投稿↓
全訳 : 彼らがこれらのモノを見た時 かたまりで分ける事ができないと考えていたモノの中には実はより小さな構成要素から成っているものがあるという事に気づいた。

単語熟語
become aware (of) ~ : ~に気がつく
consist of~ : ~でできている
divide：~を分割する

抽象化するとwhen節を伴ったSVOの形です
少し難しいのはbecame awareの目的語のthat節の中身です。主語のsome thing に対応する述語はconsisted。some thing の後のthatは主格の関係代名詞の役割です。この時気をつけるのが they had thoughtの目的語が抜けてるからといってthatを目的格の関係代名詞と取らないこと。これは連鎖関係代名詞といって S（人) V（思う·言う）が割り込んだ形なので一度カッコにくくって後で訳にします。andはwere wholeとcould not be dividedを並べています。

When / they / saw / these things,
副詞節 S V O
they / bacame aware / that / some things / that / (they
主節S V O s 関代
had thought) were / whole / and could not be /divided, / actually / consisted of /smaller components