Skip to main content
Log in

New clues to jet launching: The inner disks in radio loud quasars may be more stable

  • Article
  • Published:
Science China Physics, Mechanics & Astronomy Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Jet launching in radio loud (RL) quasars is one of the fundamental problems in astrophysics. Exploring the differences in the inner accretion disk properties between RL and radio quiet (RQ) quasars might yield helpful clues to this puzzle. We previously discovered that the shorter term UV/optical variations of quasars are bluer than the longer term ones, i.e., the so-called timescale- dependent color variation. This is consistent with the scheme that the faster variations come from the inner and hotter disk regions, thus providing a useful tool to map the accretion disk which is otherwise unresolvable. In this work we compare the UV/optical variations of RL quasars in SDSS Stripe 82 to those of several RQ samples, including those matched in redshift-luminosity-black hole mass and/or color-magnitude. We find that while both RL and RQ populations appear bluer when they brighten, RL quasars potentially show a weaker/flatter dependence on timescale in their color variation. We further find that while both RL and RQ populations on average show similar variation amplitudes at long timescales, fast variations of RL sources appear weaker/smaller (at timescales of ~25-300 d in the observer’s frame), and the difference is more prominent in the g-band than in the r-band. Inhomogeneous disk simulations can qualitatively reproduce these observed differences if the inner accretion disk of RL quasars fluctuates less based on simple toy models. Though the implications are likely model dependent, the discovery points to an interesting diagram that magnetic fields in RL quasars may be prospectively stronger and play a key role in both jet launching and the stabilization of the inner accretion disk.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. R. D. Blandford, and R. L. Znajek, Mon. Not. R. Astron. Soc. 179, 433 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. R. D. Blandford, and D. G. Payne, Mon. Not. R. Astron. Soc. 199, 883 (1982).

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. D. Lynden-Bell, Mon. Not. R. Astron. Soc. 341, 1360 (2003).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. F. Yuan, and R. Narayan, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 52, 529 (2014), arXiv: 1401.0586.

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. K. I. Kellermann, R. Sramek, M. Schmidt, D. B. Shaffer, and R. Green, Astron. J. 98, 1195 (1989).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. Ž. Ivezić, K. Menou, G. R. Knapp, M. A. Strauss, R. H. Lupton, D. E. V. Berk, G. T. Richards, C. Tremonti, M. A. Weinstein, S. Anderson, N. A. Bahcall, R. H. Becker, M. Bernardi, M. Blanton, D. Eisenstein, X. Fan, D. Finkbeiner, K. Finlator, J. Frieman, J. E. Gunn, P. B. Hall, R. S. J. Kim, A. Kinkhabwala, V. K. Narayanan, C. M. Rockosi, D. Schlegel, D. P. Schneider, I. Strateva, M. SubbaRao, A. R. Thakar, W. Voges, R. L. White, B. Yanny, J. Brinkmann, M. Doi, M. Fukugita, G. S. Hennessy, J. A. Munn, R. C. Nichol, and D. G. York, Astron. J. 124, 2364 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. M. Zamaninasab, E. Clausen-Brown, T. Savolainen, and A. Tchekhovskoy, Nature 510, 126 (2014).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. M. Elvis, B. J. Wilkes, J. C. McDowell, R. F. Green, J. Bechtold, S. P. Willner, M. S. Oey, E. Polomski, and R. Cutri, Astrophys. J. Suppl. Ser. 95, 1 (1994).

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. P. J. Francis, M. T. Whiting, and R. L. Webster, Publ. Astron. Soc. Aust 17, 56 (2000).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. J. K. Kotilainen, R. Falomo, M. Labita, A. Treves, and M. Uslenghi, Astrophys. J. 660, 1039 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. M. Labita, A. Treves, and R. Falomo, Mon. Not. R. Astron. Soc. 383, 1513 (2007), arXiv: 0710.5035.

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. F. Shankar, G. Calderone, C. Knigge, J. Matthews, R. Buckland, K. Hryniewicz, G. Sivakoff, X. Dai, K. Richardson, J. Riley, J. Gray, F. L. Franca, D. Altamirano, J. Croston, P. Gandhi, S. Hönig, I. McHardy, and M. Middleton, Astrophys. J. 818, L1 (2016), arXiv: 1601.02021.

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. R. C. Telfer, W. Zheng, G. A. Kriss, and A. F. Davidsen, Astrophys. J. 565, 773 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. B. Punsly, Astrophys. J. 806, 47 (2015), arXiv: 1504.00228.

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. L. Binette, C. Morisset, and S. Haro-Corzo, in Dust and the ultraviolet energy distribution of quasars in Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica, vol 23 (Instituto de Astronomía, UNAM, Distrito Federal, México, 2005), 77–80.

    Google Scholar 

  16. R. J. McLure, and M. J. Jarvis, Mon. Not. R. Astron. Soc. 353, L45 (2004).

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. U. Giveon, D. Maoz, S. Kaspi, H. Netzer, and P. S. Smith, Mon. Not. R. Astron. Soc. 306, 637 (1999).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. M. R. S. Hawkins, Mon. Not. R. Astron. Soc. 344, 492 (2003).

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. D. E. V. Berk, B. C. Wilhite, R. G. Kron, S. F. Anderson, R. J. Brunner, P. B. Hall, Ž. Ivezić, G. T. Richards, D. P. Schneider, D. G. York, J. V. Brinkmann, D. Q. Lamb, R. C. Nichol, and D. J. Schlegel, Astrophys. J. 601, 692 (2004).

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. C. L. MacLeod, Ž. Ivezić, C. S. Kochanek, S. Kozlowski, B. Kelly, E. Bullock, A. Kimball, B. Sesar, D. Westman, K. Brooks, R. Gibson, A. C. Becker, and W. H. de Vries, Astrophys. J. 721, 1014 (2010), arXiv: 1004.0276.

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. Y. Sakata, T. Morokuma, T. Minezaki, Y. Yoshii, Y. Kobayashi, S. Koshida, and H. Sameshima, Astrophys. J. 731, 50 (2011), arXiv: 1103.3619.

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. K. B. Schmidt, H. W. Rix, J. C. Shields, M. Knecht, D. W. Hogg, D. Maoz, and J. Bovy, Astrophys. J. 744, 147 (2012), arXiv: 1109.6653.

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. J. J. Ruan, S. F. Anderson, J. Dexter, and E. Agol, Astrophys. J. 783, 105 (2014), arXiv: 1401.1211.

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. Y. H. Sun, J. X. Wang, X. Y. Chen, and Z. Y. Zheng, Astrophys. J. 792, 54 (2014), arXiv: 1407.4230.

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. M. Sun, J. R. Trump, Y. Shen, W. N. Brandt, K. Dawson, K. D. Denney, P. B. Hall, L. C. Ho, K. Horne, L. Jiang, G. T. Richards, D. P. Schneider, D. Bizyaev, K. Kinemuchi, D. Oravetz, K. Pan, and A. Simmons, Astrophys. J. 811, 42 (2015), arXiv: 1506.07886.

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. H. Guo, and M. Gu, Astrophys. J. 822, 26 (2016), arXiv: 1603.06876.

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. F. F. Zhu, J. X. Wang, Z. Y. Cai, and Y. H. Sun, Astrophys. J. 832, 75 (2016), arXiv: 1609.07136.

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. Z. Y. Cai, J. X. Wang, W. M. Gu, Y. H. Sun, M. C. Wu, X. X. Huang, and X. Y. Chen, Astrophys. J. 826, 7 (2016), arXiv: 1605.03185.

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. J. Dexter, and E. Agol, Astrophys. J. 727, L24 (2011), arXiv: 1012.3169.

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. M. Ramolla, F. P. Nu˜nez, C. Westhues, M. Haas, and R. Chini, Astron. Astrophys. 581, A93 (2015), arXiv: 1508.01723.

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. C. L. MacLeod, Ž. Ivezić, B. Sesar, W. de Vries, C. S. Kochanek, B. C. Kelly, A. C. Becker, R. H. Lupton, P. B. Hall, G. T. Richards, S. F. Anderson, and D. P. Schneider, Astrophys. J. 753, 106 (2012), arXiv: 1112.0679.

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. Y. Shen, G. T. Richards, M. A. Strauss, P. B. Hall, D. P. Schneider, S. Snedden, D. Bizyaev, H. Brewington, V. Malanushenko, E. Malanushenko, D. Oravetz, K. Pan, and A. Simmons, Astrophys. J. Suppl. Ser. 194, 45 (2011), arXiv: 1006.5178.

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. D. P. Schneider, P. B. Hall, G. T. Richards, M. A. Strauss, D. E. V. Berk, S. F. Anderson, W. N. Brandt, X. Fan, S. Jester, J. Gray, J. E. Gunn, M. U. SubbaRao, A. R. Thakar, C. Stoughton, A. S. Szalay, B. Yanny, D. G. York, N. A. Bahcall, J. Barentine, M. R. Blanton, H. Brewington, J. Brinkmann, R. J. Brunner, F. J. Castander, I. Csabai, J. A. Frieman, M. Fukugita, M. Harvanek, D. W. Hogg, Ž. Ivezić, S. M. Kent, S. J. Kleinman, G. R. Knapp, R. G. Kron, J. Krzesiński, D. C. Long, R. H. Lupton, A. Nitta, J. R. Pier, D. H. Saxe, Y. Shen, S. A. Snedden, D. H. Weinberg, and J. Wu, Astrophys. J. 134, 102 (2007), arXiv: 0704.0806.

    Google Scholar 

  34. K. N. Abazajian, J. K. Adelman-McCarthy, M. A. Agüeros, S. S. Allam, C. A. Prieto, D. An, K. S. J. Anderson, S. F. Anderson, J. Annis, N. A. Bahcall, C. A. L. Bailer-Jones, J. C. Barentine, B. A. Bassett, A. C. Becker, T. C. Beers, E. F. Bell, V. Belokurov, A. A. Berlind, E. F. Berman, M. Bernardi, S. J. Bickerton, D. Bizyaev, J. P. Blakeslee, M. R. Blanton, J. J. Bochanski, W. N. Boroski, H. J. Brewington, J. Brinchmann, J. Brinkmann, R. J. Brunner, T. Budavári, L. N. Carey, S. Carliles, M. A. Carr, F. J. Castander, D. Cinabro, A. J. Connolly, I. Csabai, C. E. Cunha, P. C. Czarapata, J. R. A. Davenport, E. de Haas, B. Dilday, M. Doi, D. J. Eisenstein, M. L. Evans, N. W. Evans, X. Fan, S. D. Friedman, J. A. Frieman, M. Fukugita, B. T. Gänsicke, E. Gates, B. Gillespie, G. Gilmore, B. Gonzalez, C. F. Gonzalez, E. K. Grebel, J. E. Gunn, Z. Györy, P. B. Hall, P. Harding, F. H. Harris, M. Harvanek, S. L. Hawley, J. J. E. Hayes, T. M. Heckman, J. S. Hendry, G. S. Hennessy, R. B. Hindsley, J. Hoblitt, C. J. Hogan, D. W. Hogg, J. A. Holtzman, J. B. Hyde, S. Ichikawa, T. Ichikawa, M. Im, Ž. Ivezić, S. Jester, L. Jiang, J. A. Johnson, A. M. Jorgensen, M. Jurić, S. M. Kent, R. Kessler, S. J. Kleinman, G. R. Knapp, K. Konishi, R. G. Kron, J. Krzesinski, N. Kuropatkin, H. Lampeitl, S. Lebedeva, M. G. Lee, Y. S. Lee, R. F. Leger, S. Lépine, N. Li, M. Lima, H. Lin, D. C. Long, C. P. Loomis, J. Loveday, R. H. Lupton, E. Magnier, O. Malanushenko, V. Malanushenko, R. Mandelbaum, B. Margon, J. P. Marriner, D. Martínez-Delgado, T. Matsubara, P. M. McGehee, T. A. McKay, A. Meiksin, H. L. Morrison, F. Mullally, J. A. Munn, T. Murphy, T. Nash, A. Nebot, E. H. Neilsen, H. J. Newberg, P. R. Newman, R. C. Nichol, T. Nicinski, M. Nieto-Santisteban, A. Nitta, S. Okamura, D. J. Oravetz, J. P. Ostriker, R. Owen, N. Padmanabhan, K. Pan, C. Park, G. Pauls, J. Peoples, W. J. Percival, J. R. Pier, A. C. Pope, D. Pourbaix, P. A. Price, N. Purger, T. Quinn, M. J. Raddick, P. R. Fiorentin, G. T. Richards, M.W. Richmond, A. G. Riess, H.W. Rix, C. M. Rockosi, M. Sako, D. J. Schlegel, D. P. Schneider, R. D. Scholz, M. R. Schreiber, A. D. Schwope, U. Seljak, B. Sesar, E. Sheldon, K. Shimasaku, V. C. Sibley, A. E. Simmons, T. Sivarani, J. A. Smith, M. C. Smith, V. Smolčić, S. A. Snedden, A. Stebbins, M. Steinmetz, C. Stoughton, M. A. Strauss, M. SubbaRao, Y. Suto, A. S. Szalay, I. Szapudi, P. Szkody, M. Tanaka, M. Tegmark, L. F. A. Teodoro, A. R. Thakar, C. A. Tremonti, D. L. Tucker, A. Uomoto, D. E. Vanden Berk, J. Vandenberg, S. Vidrih, M. S. Vogeley, W. Voges, N. P. Vogt, Y. Wadadekar, S. Watters, D. H. Weinberg, A. A. West, S. D. M. White, B. C. Wilhite, A. C. Wonders, B. Yanny, D. R. Yocum, D. G. York, I. Zehavi, S. Zibetti, and D. B. Zucker, Astrophys. J. Suppl. Ser. 182, 543 (2009), arXiv: 0812.0649.

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. G. T. Richards, X. Fan, H. J. Newberg, M. A. Strauss, D. E. V. Berk, D. P. Schneider, B. Yanny, A. Boucher, S. Burles, J. A. Frieman, J. E. Gunn, P. B. Hall, Ž. Ivezić, S. Kent, J. Loveday, R. H. Lupton, C. M. Rockosi, D. J. Schlegel, C. Stoughton, M. SubbaRao, and D. G. York, Astron. J. 123, 2945 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. R. H. Becker, R. L. White, and D. J. Helfand, Astrophys. J. 450, 559 (1995).

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. R. B. Metcalf, and M. Magliocchetti, Mon. Not. R. Astron. Soc. 365, 101 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. Y. Shen, M. A. Strauss, N. P. Ross, P. B. Hall, Y. T. Lin, G. T. Richards, D. P. Schneider, D. H. Weinberg, A. J. Connolly, X. Fan, J. F. Hennawi, F. Shankar, D. E. V. Berk, N. A. Bahcall, and R. J. Brunner, Astrophys. J. 697, 1656 (2009), arXiv: 0810.4144.

    Article  ADS  Google Scholar 

  39. A. E. Kimball, Ž. Ivezić, P. J. Wiita, and D. P. Schneider, Astron. J. 141, 182 (2011), arXiv: 1103.4791.

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. K. B. Schmidt, P. J. Marshall, H. W. Rix, S. Jester, J. F. Hennawi, and G. Dobler, Astrophys. J. 714, 1194 (2010), arXiv: 1002.2642.

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. G. T. Richards, M. Lacy, L. J. Storrie-Lombardi, P. B. Hall, S. C. Gallagher, D. C. Hines, X. Fan, C. Papovich, D. E. V. Berk, G. B. Trammell, D. P. Schneider, M. Vestergaard, D. G. York, S. Jester, S. F. Anderson, T. Budavari, and A. S. Szalay, Astrophys. J. Suppl. S. 166, 470 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. L. Coatman, P. C. Hewett, M. Banerji, and G. T. Richards, Mon. Not. R. Astron. Soc. 461, 647 (2016), arXiv: 1606.02726.

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. L. Coatman, P. C. Hewett, M. Banerji, G. T. Richards, J. F. Hennawi, and J. X. Prochaska, Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 2120 (2017), arXiv: 1610.08977.

    Article  ADS  Google Scholar 

  44. J. H. Simonetti, J. M. Cordes, and D. S. Heeschen, Astrophys. J. 296, 46 (1985).

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. A. di Clemente, E. Giallongo, G. Natali, D. Trevese, and F. Vagnetti, Astrophys. J. 463, 466 (1996).

    Article  ADS  Google Scholar 

  46. D. Emmanoulopoulos, I. M. McHardy, and P. Uttley, Mon. Not. R. Astron. Soc. 404, 931 (2010), arXiv: 1001.2045.

    Article  ADS  Google Scholar 

  47. A. Bauer, C. Baltay, P. Coppi, N. Ellman, J. Jerke, D. Rabinowitz, and R. Scalzo, Astrophys. J. 696, 1241 (2009), arXiv: 0902.4103.

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. W. Zuo, X. B. Wu, Y. Q. Liu, and C. L. Jiao, Astrophys. J. 758, 104 (2012), arXiv: 1209.0524.

    Article  ADS  Google Scholar 

  49. A. C. Gupta, and U. C. Joshi, Astron. Astrophys. 440, 855 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. C. S. Stalin, C. S. Gopal-Krishna, R. Sagar, and P. J. Wiita, J. Astrophys. Astron. 25, 1 (2004).

    Article  ADS  Google Scholar 

  51. C. S. Stalin, C. S. Gopal-Krishna, R. Sagar, and P. J. Wiita, Mon. Not. R. Astron. Soc. 350, 175 (2004).

    Article  ADS  Google Scholar 

  52. A. Ramírez, J. A. de Diego, D. Dultzin, and J. N. González-Pérez, Astron. J. 138, 991 (2009), arXiv: 0907.2405.

    Article  ADS  Google Scholar 

  53. Z. Y. Cai, J. X. Wang, F. F. Zhu, M. Y. Sun, W. M. Gu, X. W. Cao, and F. Yuan, Astrophys. J. 855, 117 (2018), arXiv: 1711.06266.

    Article  ADS  Google Scholar 

  54. B. C. Kelly, J. Bechtold, and A. Siemiginowska, Astrophys. J. 698, 895 (2009), arXiv: 0903.5315.

    Article  ADS  Google Scholar 

  55. R. M. Kratzer, and G. T. Richards, Astrophys. J. 149, 61 (2015).

    ADS  Google Scholar 

  56. A. Schulze, C. Done, Y. Lu, F. Zhang, and Y. Inoue, Astrophys. J. 849, 4 (2017), arXiv: 1710.01440.

    Article  ADS  Google Scholar 

  57. D. M. Worrall, Astrophys. J. 318, 188 (1987).

    Article  ADS  Google Scholar 

  58. L. Ballo, F. J. H. Heras, X. Barcons, and F. J. Carrera, Astron. Astrophys. 545, A66 (2012), arXiv: 1208.1716.

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. F. F. Zhu, J. X. Wang, Z. Y. Cai, Y. H. Sun, M. Y. Sun, and J. X. Zhang, Astrophys. J. 860, 29 (2018), arXiv: 1711.00870.

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. B. P. Miller, W. N. Brandt, D. P. Schneider, R. R. Gibson, A. T. Steffen, and J. Wu, Astrophys. J. 726, 20 (2011), arXiv: 1010.4804.

    Article  ADS  Google Scholar 

  61. T. Liu, J. X. Wang, H. Yang, F. F. Zhu, and Y. Y. Zhou, Astrophys. J. 783, 106 (2014), arXiv: 1401.3564.

    Article  ADS  Google Scholar 

  62. A. L. King, A. Lohfink, and E. Kara, Astrophys. J. 835, 226 (2017), arXiv: 1612.07784.

    Article  ADS  Google Scholar 

  63. P. Chainakun, and A. J. Young, Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 3965 (2017), arXiv: 1611.04396.

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. M. C. Begelman, and J. E. Pringle, Mon. Not. R. Astron. Soc. 375, 1070 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  65. A. Sądowski, Mon. Not. R. Astron. Soc. 459, 4397 (2016), arXiv: 1601.06785.

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. A. Sądowski, Mon. Not. R. Astron. Soc. 462, 960 (2016), arXiv: 1606.09566.

    Article  ADS  Google Scholar 

  67. S. M. Zheng, F. Yuan, W. M. Gu, and J. F. Lu, Astrophys. J. 732, 52 (2011), arXiv: 1103.0347.

    Article  ADS  Google Scholar 

  68. A. Tchekhovskoy, R. Narayan, and J. C. McKinney, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 418, L79 (2011), arXiv: 1108.0412.

    Article  ADS  Google Scholar 

  69. I. Martí-Vidal, F. J. Abellán, J. M. Marcaide, J. C. Guirado, M. A. Pérez-Torres, and E. Ros, Astron. Astrophys. 596, A27 (2016), arXiv: 1607.05089.

    Article  ADS  Google Scholar 

  70. A. K. Baczko, R. Schulz, M. Kadler, E. Ros, M. Perucho, T. P. Krichbaum, M. Böck, M. Bremer, C. Grossberger, M. Lindqvist, A. P. Lobanov, K. Mannheim, I. Martí-Vidal, C. Müller, J. Wilms, and J. A. Zensus, Astron. Astrophys. 593, A47 (2016), arXiv: 1605.07100.

    Article  Google Scholar 

  71. A. Tchekhovskoy, R. Narayan, and J. C. McKinney, Astrophys. J. 711, 50 (2010), arXiv: 0911.2228.

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding authors

Correspondence to ZhenYi Cai, YuHan Sun or JunXian Wang.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Cai, Z., Sun, Y., Wang, J. et al. New clues to jet launching: The inner disks in radio loud quasars may be more stable. Sci. China Phys. Mech. Astron. 62, 69511 (2019). https://doi.org/10.1007/s11433-018-9330-4

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-018-9330-4

Keywords

Navigation