L'astronomia a raggi gamma è una branca dell'astronomia dedicata allo studio delle emissioni gamma: la parte dello spettro della radiazione elettromagnetica con energia più elevata. Anche se non vi è un limite preciso, in genere i fotoni gamma sono quelli con un'energia superiori ai 100 keV. La radiazione inferiore ai 100 keV è classificata, almeno in astronomia, come raggi X ed è oggetto dell'astronomia a raggi X.
I raggi gamma nell'ordine dei MeV vengono generati anche dalla radiazione solare (e persino nell'atmosfera terrestre durante i temporali), ma i raggi gamma di energia superiore al Gev non sono generati nel sistema solare e sono importanti nello studio dell'astronomia extra solare e soprattutto di quella extra galattica.
I processi fisici che generano raggi gamma sono diversi e in alcuni casi coincidono con quelli che producono raggi X e, ad esempio, lo spettro di raggi gamma misurato da CANGAROO[3] può essere paragonato allo spettro di raggi X a bassa energia. L'elenco dei fenomeni è lungo: l'annichilazione elettrone-positrone, l'Effetto Compton inverso e in alcuni casi anche il decadimento gamma nello spazio,[4] che si riflettono su eventi estremi come supernove e ipernove, o il comportamento della materia in condizioni estreme, come nelle pulsar o le blazar (che emettono energia di grande intensità).
Le energie dei fotoni più alte misurate finora sono dell'ordine dei TeV, nel 2004 è stato addirittura misurato un fotone di 80 TeV proveniente dalla Pulsar del Granchio, cedendo fotoni con più di 80 TeV ed attualmente è il fotone di massima energia misurata[5][6][7].
^CANGAROO Home Page, su icrhp9.icrr.u-tokyo.ac.jp. URL consultato il 25 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 23 settembre 2017).
^per esempio, la supernova SN 1987A ha emesso un bagliore residuo ai raggi gamma dopo l'esplosione principale causata dal decadimento radioattivo del cobalto-56 generato durante l'esplosione della supernova. The Electromagnetic Spectrum - Gamma-rays, su science.hq.nasa.gov, NASA. URL consultato il 14 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 29 febbraio 2008).
^F. Aharonian et. al. La nebulosa del granchio e la pulsar tra 500 GeV e 80 TeV: osservazioni con HEGRA STEREOSCOPIC AIR CERENKOV TELESCOPES, The Astrophysical Journal, 614, pp 897–913, (2004)