De enige kandidaten die eigenlijk in aanmerking komen om zo’n hoeveelheid energie op te wekken, zijn asymmetrische, relativistische super- of hypernovae of op elkaar botsende dubbelster systemen, zoals neutronenster - neutronenster of neutronenster- zwart gat systemen.
In het eerste geval stort een enorme, roterende ster van zo’n 200 zonmassa’s in elkaar tot een zwart gat en een schijf van puin, waaruit een bundel geladen deeltjes en straling met relavistische snelheden wegschiet. Dit soort gebeurtenissen wordt ook wel collapsers genoemd. Een voordeel van deze modellen is dat de energie gebundeld is, waardoor de benodigde energie in de bursts, geïmpliceerd door onze waarnemingen op Aarde, een factor 1 000 lager zou liggen dan bovengenoemde. Waarnemingen van een aantal GRB’s duiden op een dergelijke bundeling van de energie.
De tweede mogelijke bron van een GRB zijn versmeltende (neutronen-) dubbelsterren. Van deze dubbelsterren is meer bekend dan van de zogenaamde collapsers. Zo volgt bijvoorbeeld uit gedetailleerde N-lichamen berekeningen voor sterrenstelsels, waarin de sterevolutie en bewegingen van alle sterren worden doorgerekend, dat botsende neutronensterren circa één keer per 10 000 tot een miljoen jaar plaatsvinden per sterrenstelsel. BATSE nam ongeveer 10 miljard sterrenstelses waar, en zou dus zo’n 1 000 GRB’s per jaar moeten zien. Dit is inderdaad het geval.
Door het verlies van gravitatie-energie bewegen zulke neutronen-sterren in een spiraal naar elkaar toe (het eerste sterke bewijs van de Algemene Relativiteitstheorie), en versmelten uiteindelijk tot een zwart gat. Vlak voordat het uiteindelijke zwarte gat wordt gevormd, kan zelfs zonder bundeling 1046 Joule aan energie vrijkomen. Deze energie komt echter voornamelijk vrij als neutrino’s, anti-neutrino’s en gravitatie-straling, die op één of andere manier nog moet worden omgezet in gamma fotonen. Eén manier om dit te bewerkstelligen, is wanneer neutrino’s botsen met anti-neutrino’s. Hierbij worden elektron-positron paren gecreëerd, die, wanneer zij op hun beurt op elkaar botsen, annihileren tot gammafotonen. Dit is echter een bijzonder inefficiënt proces en waarschijnlijk niet genoeg om de waargenomen hoeveelheid gammastraling op te wekken. Vooral niet omdat het hier nog om een geïdealiseerd beeld gaat: wanneer de vuurbal behalve (anti-) neutrino’s ook zwaardere deeltjes, zoals protonen, bevat, is het veel waarschijnlijker dat alle energie in de kinetische energie van de protonen gaat zitten dan in gammastraling.
Een alternatieve theorie is dan ook voorgesteld waarin de vuurbal hoofdzakelijk uit hele protonen bestaat, en zich met relativistische snelheid door de ruimte uitzet. Dit veroorzaakt schokgolven met extreme electromagnetische velden, waarin elektronen versneld kunnen, en daardoor gamma straling uitzenden.
