Resto della supernova, la nebulosa lasciata alle spalle dopo una supernova, un'esplosione spettacolare in cui una stella espelle gran parte della sua massa in una nuvola di detriti che si espande violentemente. Nella fase più luminosa dell'esplosione, la nuvola in espansione irradia tanta energia in un solo giorno come il Sole ha fatto negli ultimi tre milioni di anni. Tali esplosioni si verificano all'incirca ogni 50 anni all'interno di una grande galassia. Sono stati osservati meno frequentemente nella Galassia della Via Lattea perché la maggior parte di essi è stata nascosta dalle oscure nuvole di polvere. Supernovae galattiche furono osservate nel 1006 a Lupus, nel 1054 in Toro, nel 1572 a Cassiopea (la nova di Tycho, dal nome di Tycho Brahe, suo osservatore), e infine nel 1604 a Serpens, chiamata la nova di Keplero. Le stelle sono diventate abbastanza luminose da essere visibili di giorno. L'unica supernova ad occhio nudo che si verificò dal 1604 fu la Supernova 1987A nella Grande Nuvola Magellanica (la galassia più vicina al sistema della Via Lattea), visibile solo dall'emisfero meridionale. Il 23 febbraio 1987, una stella supergigante blu si illuminò per diventare gradualmente terza magnitudine, facilmente visibile di notte, e successivamente è stata seguita in ogni banda di lunghezze d'onda disponibili per gli scienziati. Lo spettro mostrava linee di idrogeno in espansione a 12.000 km al secondo, seguite da un lungo periodo di lento declino. Ci sono 270 resti noti di supernova, quasi tutti osservati dalla loro forte emissione radio, che possono penetrare nella polvere oscura della galassia.
I resti di supernova sono molto importanti per la struttura delle galassie. Sono una delle principali fonti di riscaldamento del gas interstellare per mezzo della turbolenza magnetica e degli shock violenti che producono. Sono la fonte principale della maggior parte degli elementi pesanti, dall'ossigeno in su. Se la stella massiccia che esplode è ancora all'interno della nuvola molecolare in cui si è formata, il residuo in espansione potrebbe comprimere il gas interstellare circostante e innescare la successiva formazione di stelle. I resti contengono forti onde d'urto che creano filamenti di materiale che emette fotoni di raggi gamma con energie fino a 10 14 volt di elettroni e che accelera elettroni e nuclei atomici fino a energie di raggi cosmici, da 10 9 a 10 15 volt di elettroni per particella. Nel quartiere solare, questi raggi cosmici trasportano quanta più energia per metro cubo della luce delle stelle nel piano della galassia, e la trasportano a migliaia di anni luce sopra il piano.
Gran parte della radiazione dei resti di supernova è la radiazione di sincrotrone, che è prodotta da elettroni che si muovono a spirale in un campo magnetico quasi alla velocità della luce. Questa radiazione è drammaticamente diversa dall'emissione degli elettroni che si muovono a bassa velocità: è (1) fortemente concentrata nella direzione in avanti, (2) si sviluppa su una vasta gamma di frequenze, con la frequenza media che aumenta con l'energia dell'elettrone, e (3) altamente polarizzato. Gli elettroni di molte energie diverse producono radiazioni praticamente a tutte le lunghezze d'onda, dalla radio all'infrarosso, ottico e ultravioletto fino ai raggi X e gamma.
Circa 50 resti di supernova contengono pulsar, i resti di stelle di neutroni rotanti dell'ex stella massiccia. Il nome deriva dalla radiazione pulsata estremamente regolarmente che si propaga nello spazio in un fascio stretto che passa oltre l'osservatore in modo simile al raggio di un faro. Esistono diversi motivi per cui la maggior parte dei resti di supernova non contiene pulsar visibili. Forse la pulsar originale fu espulsa perché c'era un rinculo da un'esplosione asimmetrica, o la supernova formava un buco nero invece di una pulsar, o il raggio della pulsar rotante non passava oltre il sistema solare.
I resti di supernova si evolvono attraverso quattro fasi man mano che si espandono. All'inizio si espandono così violentemente che semplicemente spazzano via tutto il materiale interstellare più vecchio, agendo come se si stessero espandendo nel vuoto. Il gas sotto shock, riscaldato a milioni di kelvin dall'esplosione, non irradia molto bene la sua energia ed è facilmente visibile solo ai raggi X. Questa fase dura in genere diverse centinaia di anni, dopo di che il guscio ha un raggio di circa 10 anni luce. Man mano che si verifica l'espansione, si perde poca energia, ma la temperatura scende perché la stessa energia viene diffusa in un volume sempre più grande. La temperatura più bassa favorisce una maggiore emissione e durante la seconda fase il residuo di supernova irradia la sua energia negli strati più esterni e più freddi. Questa fase può durare migliaia di anni. Il terzo stadio si verifica dopo che il guscio ha spazzato via una massa di materiale interstellare paragonabile o superiore al suo; l'espansione ha quindi subito un sostanziale rallentamento. Il materiale denso, per lo più interstellare sul bordo esterno, irradia l'energia residua per centinaia di migliaia di anni. La fase finale si raggiunge quando la pressione all'interno del residuo di supernova diventa paragonabile alla pressione del mezzo interstellare al di fuori del residuo, quindi il residuo perde la sua identità distinta. Nelle fasi successive dell'espansione, il campo magnetico della galassia è importante nel determinare i movimenti del gas debolmente espandente. Anche dopo che la maggior parte del materiale si è fusa con il mezzo interstellare locale, potrebbero esserci restanti regioni di gas molto caldo che producono raggi X morbidi (cioè quelli di alcune centinaia di elettron volt) osservabili localmente.
Le recenti supernovae galattiche osservate sono nelle prime fasi dell'evoluzione suggerita sopra. Nei siti delle novae di Keplero e di Tycho, ci sono pesanti nuvole oscuranti, e gli oggetti ottici rimasti sono ora nodi poco appariscenti di gas incandescente. Vicino alla nova di Tycho, a Cassiopea, ci sono simili frammenti otticamente insignificanti che sembrano essere i resti di un'altra esplosione di supernova. Per un radiotelescopio, tuttavia, la situazione è straordinariamente diversa: il residuo di Cassiopea è la fonte radio più potente dell'intero cielo. Lo studio di questo residuo, chiamato Cassiopea A, rivela che un'esplosione di supernova avvenne lì intorno al 1680, mancata dagli osservatori a causa della polvere oscura.
