尽管经过了许多年的研究，宇宙射线对于我们来说还是有许多的秘密，例如蕴含能量最高的质子射线究竟是怎么回事。质子射线就好象是棒球运动中的击球手一样。在射线形成之初，数亿颗质子分享了宇宙能量，但是其中的部分质子似乎可以继承其它质子中的能量逃逸出来，就好象击球手集中全力的一击一样。目前还没有一种理论可以全球的解释这一现象。
还有一个令人不解的问题就是高能伽玛射线的来源问题。在可见光谱范围内，伽玛射线所蕴含的能量是光子的一万亿倍，可以说伽玛射线是我们能够看到的最强烈的光。科学家们曾经做过测试，伽玛射线中一个电子的能量就可以产生1伏特的电压，而一般的伽玛射线中都会含有数万亿个这样的电子。
近年来，天文学家们就宇宙射线的问题，特别是伽玛射线的问题提出过许多的理论设想，其中为多数人接受的理论认为伽玛射线的形成原因是受到了宇宙中的强烈磁场的作用。宇宙中的超强磁场对其中的电子进行了加速，电子的运行速度达到一定强度后就转变成了微波级光子，这种微波光子的能量储存能力就可以提高数千甚至数万倍。当电子运行至脱离磁场范围后，它的能量就会逐步衰减，并逐渐形成我们所看到的伽玛射线。还有一种比较成熟的理论认为宇宙射线的形成与质子和光子的碰撞有关。首先，质子以牺牲自身的稳定性为代价吸收光子，随后质子迅速衰变成亚原子，进而在宇宙中形成伽玛射线。
