Besonders durchdringende elektromagnetische Strahlung, die nur bei hochenergetischen Ereignissen vorkommt, etwa einem Supernova-Überrest, einem Pulsar, einem aktiven galaktischen Kern oder auch dem Zerfall eines Atomkerns.
Große Ausbrüche an Gammastrahlung, die in zehn Sekunden mehr Energie freisetzen als unsere Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer – eines der energiereichsten Phänomene des Weltalls. Erst vor wenigen Jahren konnte ein durch Gravitationswellen erzeugter Gammablitz nachgewiesen werden, nachdem ein Neutronenstern in ein schwarzes Loch gefallen war.
Eine Supernova entsteht am Ende eines Sternenlebens, wenn ein Großteil des Sterns durch eine gewaltige Explosion vernichtet wird und dabei hell aufleuchtet. Dies ist über weite Strecken des Weltalls sichtbar, denn die Energieumwandlung sorgt für das Millionen- bis Milliardenfache an Leuchtkraft. Je nach Masse des explodierten Sterns entsteht daraus dann ein weißer Zwerg, ein schwarzes Loch oder ein Neutronenstern. Der Supernova-Überrest, die Explosionswolke, beginnt nach einigen hundert Jahren in Röntgen- und Gammastrahlung zu leuchten. Dieses Leuchten kann 10.000 bis 20.000 Jahre lang andauern.
Ein Schwarzes Loch ist ein Gebiet im Weltraum, in dem Materie in sich selbst zusammengefallen ist. Es besitzt eine so starke Gravitation, dass nicht einmal Licht daraus entrinnen kann. Fällt Materie hinein, sammelt sie sich zunächst in einer heißen, rotierenden Scheibe – der Akkretionsscheibe – um das Schwarze Loch an. Dort heizt sie sich durch Reibung stark auf und beginnt zu leuchten. Ein Teil der Materie fällt anschließend in das Schwarze Loch hinein. Ein anderer Teil der Materie wird – vermutlich durch Magnetfelder – abgelenkt und zu Materiestrahlen gebündelt. Diese Jets können weit ins All hinausreichen.
Neutronensterne entstehen nach einer Explosion sehr massenreicher Sterne und gehören zu den dichtesten bekannten Objekten. Sie besitzen einen schnellen Drehimpuls und ein sehr starkes Magnetfeld. (Zum Vergleich: Während die Erde rund 50 Mikrotesla besitzt, kann ein Pulsar mit 100 Mio. bis 100 Mrd. Tesla aufwarten.) Details ihres dynamischen Verhaltens sind noch unerforscht.
Ein Neutronenstern, der durch den Kollaps – ähnlich einer Eiskunstläuferin, die ihre Arme anzieht– in seiner Rotation kräftig beschleunigt wurde und nun starke elektromagnetische Strahlung aussendet, die wir periodisch als „Pulse" wahrnehmen. Einst dachte man übrigens, dass es sich um Außerirdische handeln würde, die mit uns kommunizieren wollen …
Dabei handelt es sich um eine Form von Materie, die unsichtbar ist, aber durch ihre Gravitation indirekt nachgewiesen werden kann. Dunkle Materie verstärkt die Schwerkraft und wirkt wie eine Art Klebstoff, der die Galaxien zusammenhält, sodass diese sich drehen können ohne auseinanderzufallen.
Kosmische Strahlung besteht aus hochenergetischen Teilchen aus dem Weltall, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf die Erdatmosphäre treffen und dort eine Kaskade von Sekundärteilchen auslösen (= Teilchenschauer). Sie erzeugen DNA-Mutationen und sind deshalb der wichtigste Motor der Evolution. (DNA-Schäden sind zwar potenziell bedrohlich, können aber durch Reparaturmechanismen der Zellen zu neuen, vorteilhaften Variationen umgewandelt werden, welche wiederum die Artenvielfalt fördern.)
In Wechselwirkung mit der Atmosphäre erzeugen Gammastrahlen Teilchenschauer, Kaskaden von subatomaren Teilchen. Da sich Licht in einer Luftumgebung um 0,03 Prozent langsamer bewegt als im Vakuum des Alls, sind diese Teilchen schneller als Licht und erzeugen blaue Blitze, das vom sowjetischen Physiker Pawel Tscherenkow entdeckte Licht (im Englischen Cherenkov). Es dauert nur wenige Milliardstel Sekunden und kann deshalb nur von besonders sensiblen Teleskopen aufgezeichnet werden.