درخشان‌ترین انفجارهای کیهان به نام انفجارهای پرتوی گاما می‌توانندعلت مرگ ستاره‌های کهن و دوردست باشند.
انفجارهای پرتوی گاما(GRB) درخشان‌ترین و پرانرژی‌ترین انفجارهای جهان هستند. درخشش حاصل از انفجار آن می‌تواند به یک‌میلیون تریلیون برابر درخشش خورشید برسد. دانشمندان هنوز به دلیل واقعی این انفجار پی نبرده‌اند.
علت آن دوربودن بیش از اندازه‌ی این انفجار ها از زمین است؛ به‌طوری‌که فاصله‌ی آن‌ها به چندمیلیارد سال نوری هم میرسد. گاهی اوقات کهکشان میزبان GRB به اندازه ای دور است که انگار انفجار از میان تاریکی یا آسمان خالی می‌درخشد و بعد از چند ثانیه ناپدید می‌شود. چنین انفجار هایی که به انفجارهای آسمان خالی معروف هستند بیش از ۶۰ سال به‌صورت رازی کیهانی باقی مانده‌اند؛ اما حالا در پژوهشی جدید توضیح ریاضی جالبی برای این انفجارهای قدرتمند ارائه شده است.
نتیجه یافته‌های پژوهش یادشده که به مدل‌سازی واکنش بین پرتوهای گاما و دیگر منابع قدرتمند انرژی مثل پرتوهای کیهانی پرداخته است، نشان می دهد که تمام انفجارهای آسمان خالی می‌توانند حاصل انفجارهای عظیم ستاره‌ای در دیسک‌های کهکشانی دوردست باشند. مت راث، مؤلف ارشد پژوهش و اخترفیزیک‌دان دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا می‌گوید:
ما به مدل سازی انتشار پرتو گاما از تمام کهکشان های جهان پرداختیم و متوجه شدیم کهکشان هایی با ستاره های در حال تولد عامل اصلی انتشار بخش زیادی از پرتو های گامای آسمان خالی هستند.
انفجار هایی از گذشته
ستاره‌شناس‌ها دو توضیح برای راز پرتوی گامای آسمان خالی ارائه داده اند. براساس یکی از آن ها، پرتوها زمانی ظاهر می‌شوند که گاز در سیاهچاله‌های کلان‌جرم مرکز کهکشان سقوط کند. در این سناریو با مکیده‌شدن ذرات گاز به‌وسیله‌ی سیاهچاله، بخش کوچکی از گازها فرار می‌کنند و به‌صورت جت‌های نسبیتی عظیم منتشر می‌شوند. تصور می‌شود عامل انفجارهای پرتوی گاما همین جت‌های قدرتمند باشند.
توضیح دیگر به انفجارهای ستاره‌ای به نام ابرنواختر یا سوپرنوا اشاره می‌کند. زمانی که سوخت هسته‌ای ستاره‌های عظیم به‌پایان میرسد، به‌شکل سوپرنوا منفجر می‌شوند. سوپرنواها قادر هستند ذراتی را با سرعت نزدیک به سرعت نور منتشر کنند. چنین ذرات به‌شدت پرانرژی که به پرتوهای کیهانی معروف‌اند، ممکن است با ذرات دیگر در کرانه‌ی گازی بین ستاره‌ها برخورد کنند و پرتوهای گاما را به‌وجود بیاورند.
پژوهشگران در بررسی جدید خود بر توضیح دوم تمرکز کردند و به مدل‌سازی واکنش بین پرتوهای کیهانی و گاز میان‌ستاره‌ای در انواع کهکشان‌های مولد ستاره پرداختند. آن‌ها متوجه شدند سرعت پرتوهای گاما تحت‌تأثیر معیارهای مهمی مانند اندازه‌ی کهکشان و سرعت شکل‌گیری ستاره (که بر سرعت سوپرنوا تأثیر می‌گذارد) و انرژی اولیه‌ی پرتوهای کیهانی در هر سوپرنوا وابسته است.
پژوهشگران بعد از ساخت مدلی برای پیش‌بینی سرعت GRBها متناسب با اندازه‌ی کهکشان‌ها، مدل خود را با نقشه‌ی واقعی پرتوهای گاما مقایسه کردند که با تلسکوپ فضایی فرمی ناسا ثبت شده بود. آن‌ها متوجه شدند محاسباتشان منطبق با رصدها هستند و سوپرنواها در کهکشان‌های مولد ستاره می‌توانند توضیحی برای اغلب GRBهای آسمان خالی باشند. رات می‌افزاید:
این کشف یکی ار برهه های مهم کشف منشا انتشار پرتو های گاما و حل رازی است که ستاره شناسان از دهه 1960 به دنبال رمزگشایی از آن هستند.
سیاهچاله‌ها می‌توانند عامل برخی پرتوهای گاما باشند که به ماهواره‌ها برخورد می‌کنند؛ اما وقتی بحث GRBهای اسرارآمیز آسمان خالی مطرح می‌شود، ستاره‌های دوردست در حال انفجار در گوشه‌و‌کنار جهان برای توجیه این پدیده‌ها کافی هستند.
