We present the cosmological implications from final measurements of clustering using galaxies, quasars, and Lyα forests from the completed Sloan Digital Sky Survey (SDSS) lineage of experiments in large-scale structure. These experiments, composed of data from SDSS, SDSS-II, BOSS, and eBOSS, offer independent measurements of baryon acoustic oscillation (BAO) measurements of angular-diameter distances and Hubble distances relative to the sound horizon, rd, from eight different samples and six measurements of the growth rate parameter, fσ8, from redshift-space distortions (RSD). This composite sample is the most constraining of its kind and allows us to perform a comprehensive assessment of the cosmological model after two decades of dedicated spectroscopic observation. We show that the BAO data alone are able to rule out dark-energy-free models at more than eight standard deviations in an extension to the flat, ΛCDM model that allows for curvature. When combined with Planck Cosmic Microwave Background (CMB) measurements of temperature and polarization, under the same model, the BAO data provide nearly an order of magnitude improvement on curvature constraints relative to primary CMB constraints alone. Independent of distance measurements, the SDSS RSD data complement weak lensing measurements from the Dark Energy Survey (DES) in demonstrating a preference for a flat ΛCDM cosmological model when combined with Planck measurements. The combined BAO and RSD measurements indicate σ8=0.85±0.03, implying a growth rate that is consistent with predictions from Planck temperature and polarization data and with General Relativity. When combining the results of SDSS BAO and RSD, Planck, Pantheon Type Ia supernovae (SNe Ia), and DES weak lensing and clustering measurements, all multiple-parameter extensions remain consistent with a ΛCDM model. Regardless of cosmological model, the precision on each of the three parameters, ΩΛ, H0, and σ8, remains at roughly 1%, showing changes of less than 0.6% in the central values between models. In a model that allows for free curvature and a time-evolving equation of state for dark energy, the combined samples produce a constraint Ωk=−0.0022±0.0022. The dark energy constraints lead to w0=−0.909±0.081 and wa=−0.49+0.35−0.30, corresponding to an equation of state of wp=−1.018±0.032 at a pivot redshift zp=0.29 and a Dark Energy Task Force Figure of Merit of 94. The inverse distance ladder measurement under this model yields H0=68.18±0.79 km s−1 Mpc−1, remaining in tension with several direct determination methods; the BAO data allow Hubble constant estimates that are robust against the assumption of the cosmological model. In addition, the BAO data allow estimates of H0 that are independent of the CMB data, with similar central values and precision under a ΛCDM model. Our most constraining combination of data gives the upper limit on the sum of neutrino masses at ∑mν<0.115 eV (95% confidence). Finally, we consider the improvements in cosmology constraints over the last decade by comparing our results to a sample representative of the period 2000–2010. We compute the relative gain across the five dimensions spanned by w, Ωk, ∑mν, H0, and σ8 and find that the SDSS BAO and RSD data reduce the total posterior volume by a factor of 40 relative to the previous generation. Adding again the Planck, DES, and Pantheon SN Ia samples leads to an overall contraction in the five-dimensional posterior volume of 3 orders of magnitude.8 MoreReceived 22 July 2020Accepted 16 March 2021DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.083533© 2021 American Physical SocietyPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasCosmological parametersLarge scale structure of the UniverseGravitation, Cosmology & Astrophysics

We analyse the clustering of the Sloan Digital Sky Survey IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey Data Release 16 luminous red galaxy sample (DR16 eBOSS LRG) in combination with the high redshift tail of the Sloan Digital Sky Survey III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey Data Release 12 (DR12 BOSS CMASS). We measure the redshift space distortions (RSD) and also extract the longitudinal and transverse baryonic acoustic oscillation (BAO) scale from the anisotropic power spectrum signal inferred from 377,458 galaxies between redshifts 0.6 and 1.0, with effective redshift of $z_{\rm eff}=0.698$ and effective comoving volume of $2.72\,{\rm Gpc}^3$. After applying reconstruction we measure the BAO scale and infer $D_H(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} = 19.30\pm 0.56$ and $D_M(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} =17.86 \pm 0.37$. When we perform a redshift space distortions analysis on the pre-reconstructed catalogue on the monopole, quadrupole and hexadecapole we find, $D_H(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} = 20.18\pm 0.78$, $D_M(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} =17.49 \pm 0.52$ and $f\sigma_8(z_{\rm eff})=0.454\pm0.046$. We combine both sets of results along with the measurements in configuration space of \cite{LRG_corr} and report the following consensus values: $D_H(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} = 19.77\pm 0.47$, $D_M(z_{\rm eff})/r_{\rm drag} = 17.65\pm 0.30$ and $f\sigma_8(z_{\rm eff})=0.473\pm 0.044$, which are in full agreement with the standard $\Lambda$CDM and GR predictions. These results represent the most precise measurements within the redshift range $0.6\leq z \leq 1.0$ and are the culmination of more than 8 years of SDSS observations.

Abstract The Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) completed its 5 month Survey Validation in 2021 May. Spectra of stellar and extragalactic targets from Survey Validation constitute the first major data sample from the DESI survey. This paper describes the public release of those spectra, the catalogs of derived properties, and the intermediate data products. In total, the public release includes good-quality spectral information from 466,447 objects targeted as part of the Milky Way Survey, 428,758 as part of the Bright Galaxy Survey, 227,318 as part of the Luminous Red Galaxy sample, 437,664 as part of the Emission Line Galaxy sample, and 76,079 as part of the Quasar sample. In addition, the release includes spectral information from 137,148 objects that expand the scope beyond the primary samples as part of a series of secondary programs. Here, we describe the spectral data, data quality, data products, Large-Scale Structure science catalogs, access to the data, and references that provide relevant background to using these spectra.

ABSTRACT We present initial results from the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) complete calibration of the colour–redshift relation (DC3R2) secondary target survey. Our analysis uses 230 k galaxies that overlap with KiDS-VIKING ugriZYJHKs photometry to calibrate the colour–redshift relation and to inform photometric redshift (photo-z) inference methods of future weak lensing surveys. Together with emission line galaxies (ELGs), luminous red galaxies (LRGs), and the Bright Galaxy Survey (BGS) that provide samples of complementary colour, the DC3R2 targets help DESI to span 56 per cent of the colour space visible to Euclid and LSST with high confidence spectroscopic redshifts. The effects of spectroscopic completeness and quality are explored, as well as systematic uncertainties introduced with the use of common Self-Organizing Maps trained on different photometry than the analysis sample. We further examine the dependence of redshift on magnitude at fixed colour, important for the use of bright galaxy spectra to calibrate redshifts in a fainter photometric galaxy sample. We find that noise in the KiDS-VIKING photometry introduces a dominant, apparent magnitude dependence of redshift at fixed colour, which indicates a need for carefully chosen deep drilling fields, and survey simulation to model this effect for future weak lensing surveys.

Abstract We measure the clustering of Lyman Alpha Emitting galaxies (LAEs) selected from the One-hundred-square-degree DECam Imaging in Narrowbands (ODIN) survey, with spectroscopic follow-up from Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). We use DESI spectroscopy to optimize our selection and to constrain the interloper fraction and redshift distribution of our narrow-band selected sources. We select samples of 4000 LAEs at z = 2.45 and 3.1 in 9 sq.deg. centered on the COSMOS field with median Lyα fluxes of ≈ 10 -16 erg s -1 cm -2 . Covariances and cosmological inferences are obtained from a series of mock catalogs built upon high-resolution N-body simulations that match the footprint, number density, redshift distribution and observed clustering of the sample. We find that both samples have a correlation length of r 0 = 3.0 ± 0.2 h -1 Mpc. Within our fiducial cosmology these correspond to 3D number densities of ≈ 10 -3 h 3 Mpc -3 and, from our mock catalogs, biases of 1.7 and 2.0 at z = 2.45 and 3.1, respectively. We discuss the implications of these measurements for the use of LAEs as large-scale structure tracers for high-redshift cosmology.

We present a computationally efficient galaxy archetype-based redshift estimation and spectral classification method for the Dark Energy Survey Instrument (DESI) survey. The DESI survey currently relies on a redshift fitter and spectral classifier using a linear combination of PCA-derived templates, which is very efficient in processing large volumes of DESI spectra within a short time frame. However, this method occasionally yields unphysical model fits for galaxies and fails to adequately absorb calibration errors that may still be occasionally visible in the reduced spectra. Our proposed approach improves upon this existing method by refitting the spectra with carefully generated physical galaxy archetypes combined with additional terms designed to absorb data reduction defects and provide more physical models to the DESI spectra. We test our method on an extensive dataset derived from the survey validation (SV) and Year 1 (Y1) data of DESI. Our findings indicate that the new method delivers marginally better redshift success for SV tiles while reducing catastrophic redshift failure by $10-30\%$. At the same time, results from millions of targets from the main survey show that our model has relatively higher redshift success and purity rates ($0.5-0.8\%$ higher) for galaxy targets while having similar success for QSOs. These improvements also demonstrate that the main DESI redshift pipeline is generally robust. Additionally, it reduces the false positive redshift estimation by $5-40\%$ for sky fibers. We also discuss the generic nature of our method and how it can be extended to other large spectroscopic surveys, along with possible future improvements.