既然中子星是自然界中一種真實的存在，那麼它是怎麼形成的呢？關於這個問題巴德和茨維基也作了預言，他們認為超新星就是普通星向中子星過渡的聯係環節。原來，當時的天文學家已經知道有一種稱為新星爆發的天文現象。一顆似乎是普通的恒星會在幾天之內亮度增加幾十萬倍，然後在一年左右的時間內恢複到原來的狀態。但人們並不知道，這種現象實際上包括兩種不同的爆發。巴德和茨維基首先認識到了這一點，他們把其中一類稱為超新星，比起其他的新星，它們的光度還要亮上千倍。這種超新星是天文學上十分罕見的現象，在我們銀河係中幾個世紀才能觀察到一次，因此天文學家隻能在河外星係中來尋找超新星，當它們爆發時，一顆星的亮度就可以和整個星係相等，而且在爆發時會有大量物質被拋出，產生一個擴張的氣殼，成為明亮的星雲。
因此，天文學家雖然在他的一生中很可能見不到一次督銀河係內的超新星爆發，但是他可以設法尋找超新星爆發後的遺跡——明亮的星雲，來回顧當年爆發時的景象。金牛星座中有名的蟹狀星雲就是他們的觀測對象之一，這個星雲在法國天文學家梅西葉所編的星雲狀天體中名列第一。在望遠鏡中，它形如一隻橫爬的螃蟹，因此而得名。早在1921年，就有人把蟹狀星雲的兩張前後相隔12年的照片相對照，發現星雲正在膨脹，後來又有人根據它的大小和膨脹速度算出這種膨脹大約開始於900年前。因此，如果蟹狀星雲真是超新星爆發時的遺跡，那麼在900年前這裏應當發生過一次銀河係內的超新星爆發。
這方麵的見證到哪裏去找呢？1942年，有人提出，中國古代天文記錄中有一個事件在時間和地點上都同這個假設的爆發相近，這就是公元1054年，在我國《宋史》上所提到的“客星”。記載是這樣寫的：“嘉佑元年三月，司天監言，客星沒，寄去之兆也，。初，至和元年五月展出東方，守天關。晝見如太白，芒角四出，色赤白。凡見二十三日。”記錄說明的時間是1054年7月4日，地點是金牛座火星附近。所謂的“客星”亮到白天都能見，持續達23天，到第3年5月才消失。天文現象的變化大多要千百萬年才會顯出效果，而這顆星卻在以年計的時間尺度上達到極盛而後衰減，真可以算是“晏花一現”了，而且它的亮度達到了白晝都能見的程度，可見是宇宙中少見的一次超新星爆發，這樣的爆發在人類的曆史記載中不到10次。在我們祖國的古代典籍中，保存了世界上最豐富的古代天文記錄，為驗證現代天體物理的理論，認識恒星晚期演化，做出了不尋常的貢獻。
現在，我們可以來大體描述一番恒星演化到晚期而發生的超新星爆發的過程了。恒星經過漫長的主序星階段，終於耗盡了它的核燃料，核反應爐慢慢熄滅了，冷卻了。這是什麼意思呢？這意味著恒星內的元素差不多都變成了鐵。因為鐵的原子核是一種結合得暈緊的核，它的能量是最低的，比它輕的原子核相互結合成鐵核，就有多餘的能量放出來，這就是恒星能量的來源。但是要使鐵核相互結合而成為更重的原子核，卻不能放出能量，反而要外加能量，所以氫變成了鐵，核燃燒就告終。白矮星的主要成分就是核燃燒的“爐渣”——鐵。但是2倍太陽質量的恒星因為引力強大，還會繼續收縮，當它的密度繼續升髙時，鐵核便不再是最穩定的核了，它會同電子結合而變成含中子較多的核。由於電子同核的結合，承擔恒星自身引力的支柱——電子簡並壓也消失了。當恒星的中心密度迖到10厘米3時，這種壓力一下子消失。在幾分之一秒內，星核中的所有電子和鐵核都變成了含很多中子的核或自由中子，星體失去了支撐，處於自由落下的坍縮狀態。急劇的收縮又使核心密度急劇上升，這時密度的上升導致了中子簡並壓異軍突起，使坍縮的星體麵臨巨大的壓力而猛然停住。自由落下的巨大動能以衝擊波形式向外傳出，使星體達到上百億度的高溫。在如此高溫和高密度下，基本粒子穿透力極強，在這樣的極端條件下，它也&能走上幾百米而不能逸出星體，所以坍縮釋放的能量隻能隨中微子的擴散而轉移到星的外殼中。星殼的溫度上升到2000億度之髙，從而開始了爆炸性的核燃燒，放出更多的熱能。由中微子攜帶和核燃燒產生的巨大能量使星殼變得連引力也束縛不住了，於是發生爆炸，以接近光速的速度把外殼向外炸開，膨脹的星殼的熱能則轉變為強烈的輻射。這輻射如此之強，十天以致上百天的.時間內，可達到一個星係的光度。同時，大量核粒子在爆炸的衝擊波中加速到極高的速度，成為宇宙射線的重要部分。超新星爆發時那種高溫高密度，還為比鐵重的元素的合成創造了條件。重元素在超新星的爆發事件中被“煉製”出來，並被拋撒到太空中。當新的，一代恒星和行星從星際物質中脫胎而出時，這些星球上便有了從氣到鈾以至更重的全部元素。可以說，沒有超新星的爆發，便沒有重元素生成，也就不會有我們地球上今天這樣的生命發生和興旺，所以說超新星不僅僅是一場宇宙規模的精彩焰火表演，而且是自然界在物質循環中演化發展所不可缺少的一個環節，宋史中記載的顯然就是這樣一個事件。它所描述的白天都能見到的耀眼光芒，正是超新星爆發時的強烈輻射，今天所見到的膨脹星雲，就是爆炸中拋出的星殼。