红巨星的星震学与星系考古学

红巨星是已耗尽核心氢的低到中等质量（$M \lesssim 10$~M$_{\odot}$）恒星。这些膨胀、低温因而呈红色的恒星因若干原因而成为恒星演化研究与星系研究的关键目标：a) 许多恒星经历红巨星阶段；b) 红巨星本征亮度高；c) 较大的恒星内部结构变化以及表面化学丰度变化在相对较短时间内发生；d) 红巨星表现出全局本征振荡。由于其数量众多且本征亮度高，有可能在很大距离上观测到许多这类恒星。此外，全局本征振荡提供了一种手段，用以区分氦核燃烧前与氦核燃烧阶段的红巨星，并给出恒星年龄的估计，而年龄是星系研究的关键要素。在本讲座中，我将首先讨论在红巨星及若干红巨星演化阶段中起作用的一些物理现象。随后，我将提供关于红巨星星震学——通过恒星本征振荡研究恒星内部结构——的一些细节。最后，我将讨论星系考古学——通过从其当前组分重建过去来研究银河系的形成与演化——以及红巨星可在其中发挥的作用。