Una supernova è l'esplosione di una stella, che acquista improvvisamente una luminosità eccezionale. Le supernovae sono miliardi di volte più brillanti del Sole, e possono superare in luminosità un'intera galassia. Tale emissione luminosa si esaurisce nel volgere di qualche centinaio di giorni e lascia come residuo una nube di gas. Il fenomeno delle supernovae è l’atto conclusivo della vita delle stelle supergiganti, cioè le stelle che hanno una massa più di 10 volte superiore a quella del Sole. Per gran parte della propria vita le stelle producono energia attraverso una reazione di fusione nucleare che trasforma l’idrogeno in elio.

Quando l’idrogeno si esaurisce, una stella supergigante produce energia ancora per qualche tempo trasformando l’elio in carbonio, e poi il carbonio in elementi chimici più pesanti, fino al ferro. Quando la produzione di energia si arresta definitivamente, la stella implode: la forza di gravità, non più bilanciata dall'energia prodotta dalla stella, porta la materia a ritirarsi in un nucleo molto denso e compatto. Questa sorta di risucchio gravitazionale è talmente violento che genera un'onda d'urto. A causa dell'onda d'urto gli strati più esterni della stella, invece di implodere, si staccano e vengono scagliati nello spazio ad altissima velocità generando l'esplosione. Alla fine dell'esplosione possono verificarsi due casi: se ciò che resta della stella esplosa non ha una massa 3 volte superiore a quella del Sole, il nucleo dà vita a una stella di neutroni, cioè una stella che ha il diametro di poche decine di chilometri ed è composta quasi esclusivamente di neutroni. Un cucchiaino di materia di una stella di neutroni ha una massa pari a quella di una montagna terrestre. Nei casi in cui, invece, ciò che resta della stella esplosa ha una massa 3 volte superiore a quella del Sole, il nucleo diventa un buco nero, un oggetto celeste la cui gravità è così intensa da catturare e assorbire anche la luce.

Le supernovae sono un fenomeno fondamentale nella vita del cosmo. Infatti, mediante queste esplosioni lo spazio stellare si arricchisce di elementi chimici pesanti altrimenti assenti. E tali elementi sono presenti anche su molti pianeti, compresa la Terra: per questo si può sostenere che anche l'uomo è fatto di "polvere di stelle". Ogni anno si verificano centinaia di supernovae ma solitamente appartengono a galassie lontane, visibili solo con potenti telescopi. L’ultima supernova esplosa nella Via Lattea, la galassia in cui si trova il sistema solare, è stata osservata nel 1604. Ma la supernova più luminosa di cui si ha notizia è del 1006. E' rimasta visibile per alcuni mesi anche di giorno e, secondo alcune fonti, la luce da essa generata consentiva perfino di leggere un manoscritto a notte fonda.