Dependendo do tamanho da estrela, uma explosão de supernova pode deixar para trás uma estrela de nêutrons, também conhecida como pulsar, ou buraco negro. Um pulsar é uma bola extremamente densa de nêutrons de 10 a 20 milhas de diâmetro que pode girar mais de 700 vezes por segundo. Um buraco negro se forma quando um remanescente de supernova é tão grande que nenhuma força da natureza pode impedir seu colapso.
Os cosmologistas descrevem um buraco negro como uma singularidade, um ponto infinitamente pequeno e denso, cercado por um horizonte de eventos com alguns quilômetros de largura. Qualquer objeto que cruze o horizonte de eventos de um buraco negro desaparece do universo. A razão é que a uma distância tão próxima, a atração gravitacional do buraco negro é tão forte que a estrutura do espaço-tempo se deforma e nada, nem mesmo a luz, pode escapar.
O tamanho mínimo necessário para uma estrela colapsar em um buraco negro após uma supernova é 3-3,2 massas solares. Essa massa é chamada de limite de Chandrasekhar em homenagem ao astrofísico que realizou esses cálculos na década de 1930.
Estrelas supergigantes explodem em uma supernova quando exaurem seu suprimento de combustível e o ferro se forma em seus núcleos. A explosão resultante é tão intensa que a luz de uma supernova pode ofuscar brevemente todas as estrelas em uma galáxia inteira.