双体潮汐相互作用及有效单体形式体系的引力自引力修正

潮汐相互作用对致密双星系统的晚期动力学具有显著影响，而这些系统正是即将建成的引力波探测器网络的主要观测目标。我们通过扩展最近开发的用于极端质量比双星系统的解析自引力形式体系，将其应用于多个潮汐不变量的计算，从而改进了对潮汐相互作用的理论描述（此前仅已知至二阶后牛顿水平）。具体而言，我们计算了以下潮汐不变量，精度达到质量比的线性阶及 7.5 阶后牛顿水平：引力电四极潮汐张量的平方与立方、引力磁四极潮汐张量的平方，以及引力电八极潮汐张量的平方。我们将高精度的解析结果与 Dolan 等人最近的数值自引力潮汐数据进行了比较，并特别为他们发现的光环渐近行为提供了解析理解。我们将运动学潮汐不变量结果转写为在动力学上更为重要的潮汐相互作用能的有效单体描述。通过协同结合解析与数值结果，我们提供了引力电四极潮汐因子全局强场行为的简单、准确的解析表示。一个引人注目的发现是，该潮汐因子中质量比线性项在强场区域改变了符号，变为负值（而其先前已知的二阶后牛顿近似值始终为正）。然而，我们认为这将被潮汐因子中质量比非线性项在强场区域可能的快速增长所抵消。