致密双星系统的引力辐射：至后牛顿二阶的引力波形与能量损失

我们导出由致密天体（中子星或黑洞）组成的双星系统所产生的引力波形与引力波能流，精度达到最低阶四极近似之外二阶后牛顿阶（$O[(v/c)^4] \sim O[(Gm/rc^2)^2]$）。我们将爱因斯坦方程化为平直时空波动方程加谐和规范条件的形式，并形式地将其求解为所选场点过去零锥上的推迟积分。该积分中涉及物质源和近区引力场的部分用标准技巧按多极矩求值；其余延拓至辐射区的推迟积分部分则用一种新方法求值。结果是一个明显收敛且有限的程序，可用于计算任意阶后牛顿展开中的引力辐射。至二阶后牛顿阶，尽管是借助平直时空波动方程导出的，辐射也被证明沿渐近Schwarzschild时空的真实零射线传向观测者。该方法修正了先前“蛮力”慢运动引力波产生方法的缺陷，并得到与近期混合后闵可夫斯基-后牛顿方法完全一致的结果。我们给出了任意轨道及圆轨道两体系统的引力波形与能流的显式公式。在附录中，我们将形式体系推广到具有有限空间广延的天体，并导出波形与能量损失的自旋修正。