過程
雖然鐵核的溫度在十億度以上，卻沒有能量從中流出。它不足以使超巨星維持引力平衡，鐵核就會被壓得更緊密，使其中的電子處於簡併態。當簡併電子的巨大壓力能暫時地支持外層的重量時，恆星活動會出現一個間歇。但是當核心裡鐵和簡併電子的質量超過一點四個太陽質量時，電子已簡併的核突然塌陷，劇烈收縮，在十分之一秒內溫度猛升到五十億度。在此溫度下伽馬光子具有足夠的能量將鐵原子核擊碎使之蛻變成氦原子核和中子。這個過程叫光致蛻變。光致蛻變使原子核破裂並吸收能量，恆星核心的平衡發生了前所未有的急劇變化，越來越不能抵擋無情的重壓，溫度持續上升，直到氦核也被高能伽馬光子擊碎蛻變為其基本成分：質子、中子和電子。在高溫下電子變得更不能阻擋壓縮力，在零點一秒內，它們被擠壓到與質子結合在一起。二者的電荷相中和，變成為中子，同時迸發出巨大的中微子流。中子的“占據體積”要小得多，兩個中子之間的間隔，可以小到十的負十三次方厘米，也就是說，中子可以相互碰到。於是，中子化就伴隨有一場物質的內向爆炸和密度朝著簡併態的巨大增長。恆星的密度達到每立方厘米十的十四次方克，相當於在一隻縫紉頂針里有一億噸的質量。恆星核里再沒有任何“真空”留下，恆星核就成了一種主要由中子組成的巨大原子核，這種遠比白矮星緊密的新的物質簡併態，就叫做中子星。在某些質量遠大於太陽的恆星的已簡併的核心，繼續發生著坍縮，但最終形成的並不是中子星，而是黑洞。
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沒有東西能從黑洞逃逸，包括光線在內。黑洞可從大質量恆星的死亡中產生。一顆大質量恆星坍縮後，當其引力大得無任何其他排斥力能與之相對抗時，恆星被壓成了一個稱為“奇點”的孤立點。有關黑洞結構的細節可用愛因斯坦解釋引力使空間彎曲和時鐘變慢的廣義相對論來計算。奇點是黑洞的中心，在它周圍引力極強。黑洞的表面通常稱為視界，或叫事件地平(EventHorizon)、“靜止球狀黑洞的史瓦西半徑”，它是那些能夠和遙遠事件相通的時空事件和那些因信號被強引力場捕獲而不能傳出去的時空事件之間的邊界。在事件地平之下，逃逸速度大於光速。這是一種人類尚未得到直接觀察證實的天體現象，但它已被一些著名的理論天文學家如霍金等在數學模型方面研究得相當完善。
