宇宙からのガンマ線を観測し研究する分野。ガンマ線をとらえる試みは1970年代に始まり、数十秒以下の短時間だけガンマ線が強くなるガンマ線バースト現象が1日1回ほどの頻度で観測されている。全天に分布していることから銀河系外に起源があると推定されるが、発生源の特定は困難である。これまで同定された例では、バースト源GRB970228は数十億光年の彼方にある銀河、GRB990123は約90億光年彼方の若い星が多い銀河であった。これらのデータからエネルギーを推定すると、通常の超新星の100倍が必要となり、極超新星の存在が考えられるようになった。その後、ガンマ線観測衛星HETEが2003年3月に検出したバースト源では光学望遠鏡による分光観測が行われた結果、1型超新星であることが明らかになり、仮説の正しさが検証された。その他、中性子連星系の合体なども有力な発生源と考えられている。