Ⅱ型超新星

質量比太陽大的恆星演化過程遠比太陽複雜。在太陽的核心，氫經由融合成為氦，釋放出的熱能加熱太陽的核心和提供壓力來支撐太陽的殼層阻止核心的塌縮（參考流體靜力平衡）。在核心製造和堆積的氦，因為温度不夠高不足以造成進一步的核聚變。最後，當核心的氫枯竭時，融合開始減緩，同時重力造成核心開始收縮。由收縮提高的温度足夠造成短期間的氦融合，這在恆星的生命期中通常短於10%。質量低於8倍太陽質量的恆星，由氦融合產生的碳不能做為燃料，恆星將會逐漸冷卻成為白矮星。白矮星如果有鄰近的伴星，則可能成為Ia超新星。 ^[2] 

質量更大的恆星，無論如何只要質量足夠，就能在氦燃燒階段結束後創造更高的温度和壓力，讓核心的碳成為燃料開始進一步的核聚變。當更重的元素在這些大質量恆星的核心形成時，這些元素像洋葱一樣一層層的堆積着，最外層的是氫元素，包圍着的內層是由氫融合成的氦，氦又包圍着更內層由3氦過程轉換成的碳，越往內層是越重的元素。這些大質量恆星的演化不斷進行重複的步驟：先是在核心的燃燒停止，然後開始收縮使温度和壓力升高，直到能進行下一階段的核聚變，再點燃阻止核心的收縮。 ^[2]  （參考以下表格）

這個過程的限制是經由核聚變產生的總能量，這個能量與將這些核子約束在一起的束縛能有關，也與核子的數量有關，每一步驟都導致更重的元素產生，但釋放出來的能量也越來越少。這個過程一直持續到鎳-56的產生（會經由放射性衰變成為鐵-56），因為鐵和鎳是所有元素中每單位核子束縛能最高的 ^[4]  ，不再能經由核聚變釋放出能量，而鎳-鐵核會持續成長 ^[2]  。這個核心在重力的巨大壓力下，當恆星未能夠進一步提高温度和壓力的核聚變支撐時，它只能靠電子簡併壓力支撐著。在這種情況下，物質的密度是如此的高，將迫使電子佔據相同的能階，然而這違背了費米子（像是電子）必須遵守的泡利不相容原理。

當核心的大小超過了錢德拉塞卡極限時，簡併壓力將不足以支撐，災難性的塌縮隨即開始 ^[5]  。核心的外圍部分向核心塌縮的速度將高達70,000公里/秒（光速的23%） ^[6]  快速的收縮使核心的温度上升，產生高能量的γ射線將鐵核衰變成氦和自由中子（光致蜕變）。當核心的密度增加，氦核變得精力充沛，有利於電子和質子經由電子的吸收（反β衰變）成為中子和中微子。因為中微子難於和一般物質作用，所以能夠從核心逃逸，並且帶走能量加速了核心的塌縮，這些都在毫秒的時標內進行。當核心與恆星的外殼分離時，有些中微子會被外層吸收，開始超新星的爆炸。 ^[7] 

對Ⅱ型超新星而言，塌縮終究會被中子與中子的短距交互作用斥力（以強作用力為媒介），也就是中子的簡併壓力阻擋住，而形成密度與原子核相似的核心。塌縮一旦停止，向核心掉落的物質將會反彈，造成像外傳播的衝激波。來自震波的能量會使核心的重元素解離，使震波的能量減少，可能在外核之內造成使爆炸停頓的作用。

核心塌縮階段的高密度和充沛能量，僅有中微子能夠逃離核心；質子和電子則經由電子捕獲形成中子和電中微子。一顆典型的Ⅱ型超新星，新形成的中子核心的初始温度大約在一千億K；10⁵的太陽核心温度。這些熱能必須被髮泄掉才能形成穩定的中子星（否則中子將會沸騰），這將經由中微子進一步的發射來完成。這些“熱”中微子形成中微子-反中微子對的味，並且總數是電子捕獲中微子的數倍 ^[8]  。這兩種中微子的產生機制將核心塌縮的重力位能轉換成10秒鐘的中微子爆炸，釋放出10⁴⁶焦耳的能量（100 foes）。 ^[9] 

雖然還不能清楚的完整了解“大約10⁴⁴焦耳（1 foe）的能量會被再吸收而失去衝激的作用”導致爆炸的過程，在超新星1987A的爆炸事件中，已經實際的觀測到由超新星爆炸引起的中微子，這使得主流的天文學家認為核心塌縮的情節基本上是正確的。以水為基的神岡II和IMB都檢測出了來自熱能的反中微子，而以鎵-71為基的Baksan則偵測到來自熱和電子捕獲的中微子（輕子數 = 1）。

當原始恆星的質量低於20太陽質量（根距爆炸的力量和反彈回的物質總量），核心崩潰後的簡併殘骸是一顆中子星 ^[6]  。超過這個質量，崩潰後的殘骸是一個黑洞。理論上，這一類核心塌縮的質量極限是40-50倍太陽質量，超過這個質量的恆星，相信會不經過超新星爆炸就直接塌縮成為一顆黑洞，但是在不確定的超新星模型上進行這些演算，這樣的極限也是不確定的 ^[2]  。

粒子物理學的標準模型是在理論上描述基本粒子在四種已知的基本作用力中的三種之間，是如何建立起所有的物質。這種理論能夠預測基本粒子在許多情況下是如何互動的。對超新星，在超新星內的每個微粒，典型的都有1至150皮焦耳（10至數百萬的百萬電子伏特）的能量 ^[10]  。每個微粒在超新星的環境中所擁有的能量，相對來説是非常小的，因此從粒子物理學的標準模型所做的預測基本上是正確的，但是準模型也許要在高密度上做些修正。特別是地球上的粒子加速器已經可以創造出比在超新星內發現的能量更高的高能粒子。但是，這些實驗只是單獨的粒子對粒子之間的交互作用，而在高密度的超新星內部很可能會導致新的作用。在超新星內，中微子可能和其它的粒子之間有弱核力。無論如何，質子和中微子之間的強核力，仍是所知甚少的部分 ^[11]  。

對Ⅱ型超新星尚不瞭解的主要問題是，中微子的噴發如何將能量轉移給恆星其餘的部分，產生造成恆星爆炸的衝激波。從以上的研究，僅需要轉移1%的能量就可以導致爆炸，但即使參與的微粒之間的交互作用已經被充分的瞭解，要解釋如何調動這1%的能量仍是非常困難的。 在1990年代，一種複雜的對流反轉模型被提出來，它建議經由對流作用，無論是由底層的中微子往上，或是上層的一般物質往下，完整的過程先毀壞原來的恆星，比鐵重的元素在爆炸中經由電子捕獲而形成，並且在中微子的壓力逼迫下形成"中微子層"的邊界，種入在周圍充滿了恆星早先形成的氣體和塵埃雲氣的空間之中。 ^[12] 

由標準模形塑造的中微子物理學，是理解這個過程的關鍵。其他關鍵領域的研究還包括造成恆星死亡的等離子體流體動力學：當核心塌縮時它的行為如何，何時和如何確定“衝激波”的形成，何時和如何“停頓”，又如何再活化 ^[13]  。電腦模擬曾經很成功的計算出Ⅱ型超新星在衝激波形成之後的行為。在不理會爆炸的第一秒鐘，並且假設爆炸已經開始，天文學家已經能夠詳細的預測超新星產生的元素和預期超新星的光度曲線。 ^[14] 

當Ⅱ型超新星的光譜被研究之後，一般説來會有氫原子吸收能量特徵的巴耳末吸收線 —，這條譜線的出現可以用來與Ia超新星有所區別。

當Ⅱ型超新星的光度被描繪一段時間之後，會在典型特徵的亮度高峯之後出現光度的下降，光度區線平均以每天0.008星等的斜率下降，這比Ia超新星的速率要慢許多。II型超新星可以依據光度曲線的形式分成兩種類型，Ⅱ-L超新星在亮度高峯之後呈現穩定的（線性）光度下降。相對的，Ⅱ-P超新星的光度曲線在下降中會有獨具特色的平坦展開（稱為高原），在這期間光度以更平緩的速率下降。Ⅱ-L的淨光度衰減率是低於每天0.012星等，相較於Ⅱ-P的淨衰減率是每天0.0075星等。 ^[15] 

因此造成了兩這者的光度曲線有所不同，在Ⅱ-L超新星的狀況下，原始恆星的氫殼機乎完全都被清除了 ^[15]  。Ⅱ-P超新星的高原是外面不透明層的變化造成的，衝激波剝離了氫原子的電子，將外面的氫遊離，造成了不透明度重大的改變，阻止了部分爆炸時產生的光子脱離。一旦這些氫開始冷卻並再結合成原子，外層就逐漸變得透明。 ^[16] 

Ⅱ型超新星的光譜會有不尋常的形狀，Ⅱn超新星可能有噴出物與星周物質產生交互作用，Ⅱb超新星可能是更重的恆星因為伴星的潮汐剝離失去了大部分但不是全部的氫殼。當IIb的噴出物膨脹時，氫殼很快的變得更為透明，而顯露出更深的內層。 ^[17]