La història de la investigació dels esclats de raigs gamma va començar amb la detecció serendipitada d'un esclat de raigs gamma (GRB) el 2 de juliol de 1967 pels satèl·lits americans Vela. Després que aquests satèl·lits detectessin quinze GRBs més, Ray Klebesadel del Los Alamos National Laboratory va publicar el primer article sobre el tema, Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin."Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin" Klebesadel R.W., Strong I.B., and Olson R.A. 1973, Ap.J.(Letters) 182, L85 A mesura que es va realitzar més i més investigació sobre aquests misteriosos esdeveniments, centenars de models s'han desenvolupat en un intent per explicar els seus orígens.
Descobriment Els esclats de raigs gamma van ser descoberts a finals de la dècada de 1960 pels satèl·lits de detecció de proves nuclears Vela. Els Velas van ser construïts per detectar polsos de radiació gamma emesos per proves d'armes nuclears a l'espai. Els Estats Units van sospitar que l'URSS podria tractar de portar a terme proves nuclears secretes després de la signatura del Tractat de prohibició parcial de proves nuclears en 1963. Encara que la majoria dels satèl·lits orbitaven al voltant de 500 milles per sobre de la superfície de la Terra, els satèl·lits Vela van orbitar a una altitud de 65.000 milles. A aquesta altura, els satèl·lits van orbitar per sobre dels cinturons de radiació de Van Allen, el que va reduir el soroll en els sensors. L'altura extra també significava que els satèl·lits podien detectar explosions darrere de la Lluna, un lloc on el govern dels Estats Units van sospitar que la Unió Soviètica tractaria d'ocultar proves d'armes nuclears. El sistema Vela generalment tenia quatre satèl·lits operatius en qualsevol moment donat de manera que un senyal de raigs gamma es podia detectar en múltiples llocs. Això va fer possible per localitzar la font del senyal a una regió relativament compacta de l'espai. Encara que aquestes característiques es van incorporar al sistema Vela per millorar la detecció d'armes nuclears, aquestes mateixes característiques eren les que van fer que els satèl·lits fossin capaços de detectar explosions de raigs gamma.Katz 2002, p. 4–5
El 2 de juliol de 1967, a les 14:19 UTC, els satèl·lits Vela 4 i Vela 3 van detectar un flaix de radiació gamma que era diferent que d'altres senyals de proves d'armes nuclearsSchilling 2002, p.12–16 Les bombes nuclears produeixen un esclat intens però molt breu de raigs gamma en menys d'una milionèsima part d'un segon. La radiació després s'esvaeix constantment a mesura que els nuclis inestables decauen. El senyal detectat pels satèl·lits Vela no tenia ni l'intens esclat inicial ni l'esvaïment gradual, però en el seu lloc hi havia dos pics diferents en la corba de llum. Les erupcions solars i les noves supernoves van ser les altres dos possibles explicacions per a l'esdeveniment, però tampoc s'havien produït en aquell dia. Sense queda clar el que havia passat, i sense considerar l'assumpte particularment urgent, l'equip de Los Alamos Scientific Laboratory, dirigit per Ray Klebesadel, va recollir les dades per a la seva investigació posterior.
Vela 5 va ser llançat el 23 de maig de 1969. A causa que la resolució i la sensibilitat en aquests satèl·lits van ser significativament més precisos que els instruments del Vela 4, l'equip de Los Alamos va esperar que aquests nous satèl·lits es dediquessin a la detecció de més esclats de raigs gamma. Malgrat una enorme quantitat de senyals de fons recollides pels nous detectors, l'equip d'investigació va trobar dotze esdeveniments que no havien coincidit amb cap flamarada solar o supernova. Algunes de les noves deteccions també van mostrar el mateix patró de doble pic que havia estat observat pel Vela 4.
Encara que la seva instrumentació no va oferir cap millora respecte als Vela 5, els satèl·lits Vela 6 van ser llançats el 8 d'abril de 1970 amb la intenció de determinar la direcció de la qual els raigs gamma estaven arribant. L'òrbita dels satèl·lits Vela 6 va ser escollida en estar tan lluny dels Vela 5 com fos possible, generalment de l'ordre de 10000 quilòmetres. Aquesta separació va fer que, malgrat els raigs gamma que viatgen en la velocitat de la llum, un senyal es podia detectar en moments lleugerament diferents pels diferents satèl·lits. Mitjançant l'anàlisi dels temps d'arribada, Klebesadel i el seu equip registrar amb èxit setze esclats de raigs gamma. La distribució aleatòria dels esclat en el cel va deixar en clar que les llampades no provenien del sol, la lluna, o d'un altre planeta en el nostre sistema solar.
En 1973, Ray Klebesadel, Roy Olson, i Ian Strong de la Los Alamos Scientific Laboratory de la Universitat de Califòrnia van publicar Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin, identificant una font còsmica de les observacions inexplicables prèviament de raigs gamma. Poc després, Klebesadel va presentar els seus descobriments a la 140a reunió de la American Astronomical Society. Tot i que va ser entrevistat només pel The National Enquirer, la notícia del descobriment es va estendre ràpidament a través de la comunitat científica.Schilling 2002, p.16–17 Entre 1973 i 2001 s'han publicat 5300 articles referent a GRBs.Hurley 2003
Primeres missions d'investigació Poc després del descobriment dels esclats de raigs gamma, va sorgir un consens general dins la comunitat astronòmica amb la finalitat de determinar el que els havia causat, que haurien d'identificar-se amb els objectes astronòmics en altres longituds d'ona, especialment la llum visible, ja que aquest enfocament s'ha aplicat amb èxit als camps d'astronomia de raigs X a través de ràdio. Aquest mètode requeriria posicions molt més precises que els diversos esclats de raigs gamma que el sistema Vela podia detectar.Katz 2002, p. 19 Era necessària una major precisió dels detectors mitjançant la separació entre si. En lloc de llançar els satèl·lits només en l'òrbita de la Terra, es va considerar necessari difondre els detectors en tot el sistema solar.
A finals de 1978, es va finalitzar la primera Inter-Planetary Network (IPN). A més dels satèl·lits Vela, el IPN va incloure 5 noves sondes espacials: la Prognoz 7 russa, en òrbita terrestre, l'alemanya Helios 2, en òrbita el·líptica al voltant del Sol, i la Pioneer Venus Orbiter de la NASA, Venera 11, i Venera 12, que orbitaven Venus. L'equip d'investigació al Russian Institute for Space Research de Moscou, liderat per Kevin Hurley, va poder utilitzar les dades recollides pel IPN per determinar amb precisió la posició dels esclats de raigs gamma amb una precisió d'uns pocs minuts d'arc. No obstant això, fins i tot quan s'utilitzen els telescopis més potents disponibles, no es podria trobar res d'interès dins de les regions determinades.Schilling 2002, p. 19–20
Per explicar l'existència dels esclats de raigs gamma, es van avançar moltes teories especulatives, la majoria d'elles assenyalant les fonts galàctiques. Es va avançar molt poc, no obstant això, fins que el llançament en 1991 de l'Observatori de raigs gamma Compton i el seu instrument Burst and Transient Source Explorer (BATSE), un detector de raigs gamma extremadament sensible. Aquest instrument va proporcionar dades clau per indicar que els GRBs són isotròpics (no esbiaixada cap a qualsevol direcció particular en l'espai, tal com cap al pla o el centre galàctic).Meegan 1992 Com que la galàxia de la Via Làctia té una estructura molt plana, si els esclats de raigs gamma s'originessin des de dins de la galàxia, no es distribuirien de manera isòtropa a través del cel, sinó que es concentrarien en el pla galàctic. Encara que la lluminositat dels esclats ha suggerit que havien de ser originaris de la Via Làctia, la distribució va proporcionar una evidència important indicant el contrari.Schilling 2002, p.36–37Paczyński 1999, p. 6
Les dades del BATSE també van mostrar que els GRBs es divideixen en dues categories diferents: esclats d'espectre fort de curta durada ("esclats curts"), i els d'espectre suau però llarg ("esclats llargs").Kouveliotou 1993 Els esclats curts són típicament menys de dos segons de durada i estan dominats pels fotons de més energia; els esclats llargs són típicament més que dos segons de duració i estan dominats per fotons més baixos d'energia. La separació no és absoluta i la quantitat se superposa observacionalment, però la distinció suggereix dues classes diferents de progenitors. No obstant això, alguns creuen que hi ha un tercer tipus de GRB.Mukherjee 1998Horvath 1998Hakkila 2003Horvath 2006 Els tres tipus de GRBs són hipòtesis per reflectir tres orígens diferents: fusions de sistemes d'estrelles de neutrons, les fusions entre les nanes blanques i estrelles de neutrons, i el col·lapse d'estrelles massives.Chattopadhyay 2007
Durant dècades després del descobriment dels GRBs, els astrònoms han buscat una contrapart: qualsevol objecte astronòmic en posició coincident amb un esclat observat recentment. Els astrònoms consideren molts objectes diferents, incloent nanes blanques, púlsars, supernovae, cúmuls globulars, quàsars, galàxies de Seyfert, i objectes BL Lac.Liang 1986, p. 33 Els investigadors van buscar específicament els objectes amb propietats inusuals que podrien estar relacionats amb els esclats de raigs gamma: moviment propi alt, polarització, modulació de brillantor orbital, parpelleig d'escala de temps ràpid, colors extrems, línies d'emissió, o una forma inusual.Liang 1986, p. 39 Des del descobriment dels GRBs en la dècada de 1980, del GRB 790305bEls GRBs porten el nom de la data en què es descobreixen: els dos primers dígits són l'any, seguit del mes amb dos dígits i dia de dos dígits, i després una lletra que correspon a l'ordre en què es va detectar (A per la primera d'aquest dia, B per al segon, i així successivament). Abans del 2010 això només significava si dos o més GRBs eren detectats en el mateix dia. va ser l'únic esdeveniment que s'ha identificat amb un objecte candidat d'origen: la nebulosa N49 en el Gran Núvol de Magalhães.Schilling 2002, p. 20 Tots els altres intents van fracassar a causa de la mala resolució dels detectors disponibles. La millor manera semblava estar en la recerca d'una emissió de major longitud d'ona més feble i decolorant després de l'explosió en si, el "flaix" d'un GRB.Fishman 1995
A principis de 1980, un grup d'investigació liderat per Livio Scarsi a la Universitat de Roma va començar a treballar en el Satellite per Astronomia X, un satèl·lit d'investigació d'astronomia de raigs X. El projecte va ser desenvolupat en una col·laboració entre l'Agència Espacial Italiana i l'Agència dels Països Baixos pels programes aeroespacials. Tot i que el satèl·lit estava destinat a servir com a únic propòsit estudiar raigs X, Enrico Costa de l'Istituto di Astrofisica Spaziale va suggerir que quatre escuts protectors del satèl·lit podrien servir fàcilment com a detectors d'esclats de raigs gamma.Schilling 2002, p. 58–60 Després de 10 anys de retards i un cost final d'aproximadament 350 milions de dòlars,Schilling 2002, p. 63 el satèl·lit, llavors amb el nom BeppoSAX en honor de Giuseppe Occhialini,Schilling 2002, p. 65 va ser llançat el 30 d'abril de 1996.Schilling 2002, p. 67