统一早型星系的动力学分类：IllustrisTNG与观测中的运动学缺陷
Unifying the dynamical classification of early-type galaxies: kinematic deficits in IllustrisTNG versus observations
AI总结：
本文通过比较 IllustrisTNG 模拟与观测数据，提出新的动力学分类阈值，揭示模拟中缺乏快速旋转星系的现象，并提出新的方法估算恒星晕质量分数。
摘要：
我们利用IllustrisTNG模拟和积分场光谱（IFS）观测进行 galaxy 动力学的比较分析。我们从 TNG100 模拟中识别出 2342 个早型星系（ETGs），从 TNG50 模拟中识别出 236 个 ETGs，并将其与 MaNGA 和 ATLAS$^{3D}$ 的观测进行比较。对于这些系统，我们测量了关键的动力学参数：内在自转参数 $λ_{R,\mathrm{intr}}$（测量边缘面）、圆柱形旋转能量分数 $κ_{\mathrm{rot}}$，以及结构质量比，包括球状星团质量分数 $f_{\mathrm{spheroid}}$ 和恒星晕质量分数 $f_{\mathrm{halo}}$。我们的研究发现，标准分类器——$λ_{R}(R_e)=0.31\sqrt{\varepsilon}$ 关系和 $\overline{k_5}$ 系数（速度场的高阶傅里叶项）——无法与观测到的动力学双峰现象对齐。我们提出了修订的阈值：$λ_{R,\mathrm{intr}} \sim 0.4$，$κ_{\mathrm{rot}} \sim 0.5$，和 $f_{\mathrm{spheroid}} \sim 0.6$，这些分类将星系分为旋转主导（快速旋转者）和随机运动主导（慢速旋转者）。TNG 的缩放关系使观测估计 $κ_{\mathrm{rot}}$ 和 $f_{\mathrm{spheroid}}$ 变得可能。模拟显示出双峰缺失，特征是缺乏快速旋转者和抑制 $λ_{R,\mathrm{intr}}$，归因于过多具有中间旋转和高球状星团/恒星晕质量的星系。我们引入了一种新的方法从 IFS 动力学估计 $f_{\mathrm{halo}}$，尽管存在不确定性。
英文摘要：
We conduct a comparative analysis of galaxy kinematics using IllustrisTNG simulations and integral-field spectroscopy (IFS) observations. We identify 2,342 early-type galaxies (ETGs) from the TNG100 simulation and 236 ETGs from the TNG50 simulation, comparing them with observations from MaNGA and ATLAS$^{3D}$. For these systems, we measure key kinematic parameters: the intrinsic spin parameter $λ_{R,\mathrm{intr}}$ (measured edge-on), the cylindrical rotational energy fraction $κ_{\mathrm{rot}}$, and structural mass ratios including the spheroid mass fraction $f_{\mathrm{spheroid}}$ and stellar halo mass fraction $f_{\mathrm{halo}}$. Our study reveals that standard classifiers--the $λ_{R}(R_e)=0.31\sqrt{\varepsilon}$ relation and $\overline{k_5}$ coefficient (higher-order Fourier term of velocity fields)--fail to align with observed kinematic bimodality. We propose revised thresholds: $λ_{R,\mathrm{intr}} \sim 0.4$, $κ_{\mathrm{rot}} \sim 0.5$, and $f_{\mathrm{spheroid}} \sim 0.6$, which classify galaxies into rotation-dominated (fast rotators) and random motion-dominated (slow rotators). Scaling relations from TNG enable observational estimates of $κ_{\mathrm{rot}}$ and $f_{\mathrm{spheroid}}$. The simulations exhibit a bimodality deficit, characterized by a lack of fast rotators and suppressed $λ_{R,\mathrm{intr}}$, attributed to excess galaxies with intermediate rotation and high spheroid/stellar halo mass. We introduce a novel method to estimate $f_{\mathrm{halo}}$ from IFS kinematics, though uncertainties remain.
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