Il nostro Sole, a quanto sembra, è destinato ad attraversare la fase di nebulosa planetaria prima di diventare una nana bianca. Ma le stelle con una massa pari a diverse masse solari, verso l'estremità superiore della sequenza principale, sono soggette a una fine molto più spettacolare. Come abbiamo visto, dapprima diventano delle abbaglianti supergiganti, invece che semplici stelle giganti. Esse non hanno alcuna probabilità di raggiungere lo stadio di nebulose planetarie. La loro massa è tale che le reazioni nucleari al loro interno continuano in modo incontrollato, finchè la stella diventa instabile ed esplode. Tale esplosione viene chiamata supernova.
Nell'esplosione di supernova, lo splendore della stella aumenta di milioni di volte, cosicchè in pochi giorni la stella può rivaleggiare con lo splendore di un'intera galassia. Gli strati esterni della stella, disintegrati, vengono scagliati nello spazio a un velocità di circa 5000 km al secondo. Nel 1054, gli astronomi cinesi osservarono una supernova nella costellazione del Toro. La stella diventò più brillante di Venere e fu visibile in pieno giorno per tre settimane. Alla fine si affievolì al di sotto della visibilità a occhio nudo dopo più di un anno dalla sua prima apparizione.
Sul luogo di quell'esplosione si trova ora uno degli oggetti più famosi dell'intera volta celeste: la Nebulosa del Granchio, i resti in frantumi della stella esplosa come supernova. Con un telescopio per dilettanti, la Nebulosa dei Granchio è visibile come una macchia sbavata, ma è visibile al meglio nelle fotografie a lunga esposizione prese con grandi telescopi. Nei prossimi 50.000 anni circa, i gas della Nebulosa del Granchio si disperderanno nello spazio, formando delicati filamenti come quelli della Nebulosa Velo nel Cigno, che è anch'essa ciò che resta di una supernova.

(La nebulosa del granchio)

L'ultima supernova nella nostra Galassia fu vista nel 1604. Questa stella, nella costellazione di Ofiuco, raggiunse una magnitudine massima di poco più di -2, come quella di Giove. Essa fu studiata da Keplero e viene spesso chiamata stella di Keplero. Da allora, centinaia di supernovae sono state viste, con un telescopio, in altre galassie; ci si aspetta da molto tempo un'altra supernova nella nostra Galassia. Quando arriverà, sarà una visione spettacolare. Molti astronomi sognano di vedere la prossima supernova eclissare le altre stelle nel cielo notturno con la sua luce abbagliante, tanto intensa da proiettare ombre. Nell'esplosione di supernova, la stella può non andare completamente in frantumi. Talvolta il nucleo centrale della stella esplosa rimane come un oggetto ancora più piccolo e denso di una nana bianca, chiamato stella di neutroni. In una stella di neutroni, i protoni e gli elettroni degli atomi della stella sono stati compressi dalle tremende forze della supernova tanto da combinarsi e formare le particelle chiamate neutroni. Una tipica stella di neutroni ha un diametro di appena 20 km, ma la sua massa è pari a quella di uno o due Soli. Essendo tanto piccole, le stelle di neutroni possono ruotare molto velocemente senza andare in frantumi. Ad ogni rotazione, vediamo un lampo di radiazioni, come il raggio di un faro. Gli astronomi hanno captato impulsi radio provenienti da diverse centinaia di sorgenti di questo tipo, che essi chiamano pulsar, una di queste si trova al centro della Nebulosa del Granchio. La pulsar del Granchio irradia 30 volte al secondo; altri lo fanno più lentamente, fino a una volta ogni quattro secondi. Per la maggior parte, le stelle di neutroni sono troppo deboli per essere visibili otticamente, ma il pulsar nella Nebulosa del Granchio è stata vista lampeggiare in sintonia con gli impulsi a radiofrequenza.
Se il nucleo della stella esplosa ha una massa superiore a tre masse solari, la sua fine non è nemmeno quella di una stella di neutroni. Diventa invece qualcosa di ancora più bizzarro: un buco nero. Nessuna forza può difendere una stella pesante più di tre masse solari dalla forza d'attrazione della sua stessa gravità. Essa continua a restringersi, diventando sempre più piccola e più densa, finché la sua gravità diventa tanto grande che nulla può allontanarsi da essa, nemmeno la sua luce. Essa si è scavata la propria tomba, un buco nero. Poiché un buco nero è, per definizione, invisibile, esso ha solo un interesse accademico per gli astrofili. Gli astronomi hanno tuttavia captato emissioni di raggi X provenienti dallo spazio, che essi ritengono prodotte da gas caldi che precipitano nel pozzo senza fondo dei buchi neri. Il più noto candidato per essere identificato come un buco nero è Cygnus X-1, che si trova vicino a una stella visibile di 9a magnitudine nella costellazione del Cigno.

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