The Sloan Digital Sky Survey (SDSS) started a new phase in August 2008, with new instrumentation and new surveys focused on Galactic structure and chemical evolution, measurements of the baryon oscillation feature in the clustering of galaxies and the quasar Ly alpha forest, and a radial velocity search for planets around ~8000 stars. This paper describes the first data release of SDSS-III (and the eighth counting from the beginning of the SDSS). The release includes five-band imaging of roughly 5200 deg^2 in the Southern Galactic Cap, bringing the total footprint of the SDSS imaging to 14,555 deg^2, or over a third of the Celestial Sphere. All the imaging data have been reprocessed with an improved sky-subtraction algorithm and a final, self-consistent photometric recalibration and flat-field determination. This release also includes all data from the second phase of the Sloan Extension for Galactic Understanding and Evolution (SEGUE-2), consisting of spectroscopy of approximately 118,000 stars at both high and low Galactic latitudes. All the more than half a million stellar spectra obtained with the SDSS spectrograph have been reprocessed through an improved stellar parameters pipeline, which has better determination of metallicity for high metallicity stars.

We present the design and performance of the multi-object fiber spectrographs for the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and their upgrade for the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Originally commissioned in Fall 1999 on the 2.5-m aperture Sloan Telescope at Apache Point Observatory, the spectrographs produced more than 1.5 million spectra for the SDSS and SDSS-II surveys, enabling a wide variety of Galactic and extra-galactic science including the first observation of baryon acoustic oscillations in 2005. The spectrographs were upgraded in 2009 and are currently in use for BOSS, the flagship survey of the third-generation SDSS-III project. BOSS will measure redshifts of 1.35 million massive galaxies to redshift 0.7 and Lyman-alpha absorption of 160,000 high redshift quasars over 10,000 square degrees of sky, making percent level measurements of the absolute cosmic distance scale of the Universe and placing tight constraints on the equation of state of dark energy. The twin multi-object fiber spectrographs utilize a simple optical layout with reflective collimators, gratings, all-refractive cameras, and state-of-the-art CCD detectors to produce hundreds of spectra simultaneously in two channels over a bandpass covering the near ultraviolet to the near infrared, with a resolving power R = \lambda/FWHM ~ 2000. Building on proven heritage, the spectrographs were upgraded for BOSS with volume-phase holographic gratings and modern CCD detectors, improving the peak throughput by nearly a factor of two, extending the bandpass to cover 360 < \lambda < 1000 nm, and increasing the number of fibers from 640 to 1000 per exposure. In this paper we describe the original SDSS spectrograph design and the upgrades implemented for BOSS, and document the predicted and measured performances.

The Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) is designed to measure the scale of baryon acoustic oscillations (BAO) in the clustering of matter over a larger volume than the combined efforts of all previous spectroscopic surveys of large-scale structure. BOSS uses 1.5 million luminous galaxies as faint as i = 19.9 over 10,000 deg2 to measure BAO to redshifts z < 0.7. Observations of neutral hydrogen in the Lyα forest in more than 150,000 quasar spectra (g < 22) will constrain BAO over the redshift range 2.15 < z < 3.5. Early results from BOSS include the first detection of the large-scale three-dimensional clustering of the Lyα forest and a strong detection from the Data Release 9 data set of the BAO in the clustering of massive galaxies at an effective redshift z = 0.57. We project that BOSS will yield measurements of the angular diameter distance dA to an accuracy of 1.0% at redshifts z = 0.3 and z = 0.57 and measurements of H(z) to 1.8% and 1.7% at the same redshifts. Forecasts for Lyα forest constraints predict a measurement of an overall dilation factor that scales the highly degenerate DA(z) and H−1(z) parameters to an accuracy of 1.9% at z ∼ 2.5 when the survey is complete. Here, we provide an overview of the selection of spectroscopic targets, planning of observations, and analysis of data and data quality of BOSS.

We present measurements of galaxy clustering from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), which is part of the Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III). These use the Data Release 9 (DR9) CMASS sample, which contains 264 283 massive galaxies covering 3275 square degrees with an effective redshift z = 0.57 and redshift range 0.43 < z < 0.7. Assuming a concordance ΛCDM cosmological model, this sample covers an effective volume of 2.2 Gpc3, and represents the largest sample of the Universe ever surveyed at this density, . We measure the angle-averaged galaxy correlation function and power spectrum, including density-field reconstruction of the baryon acoustic oscillation (BAO) feature. The acoustic features are detected at a significance of 5σ in both the correlation function and power spectrum. Combining with the SDSS-II luminous red galaxy sample, the detection significance increases to 6.7σ. Fitting for the position of the acoustic features measures the distance to z = 0.57 relative to the sound horizon DV/rs = 13.67 ± 0.22 at z = 0.57. Assuming a fiducial sound horizon of 153.19 Mpc, which matches cosmic microwave background constraints, this corresponds to a distance DV (z = 0.57) = 2094 ± 34 Mpc. At 1.7 per cent, this is the most precise distance constraint ever obtained from a galaxy survey. We place this result alongside previous BAO measurements in a cosmological distance ladder and find excellent agreement with the current supernova measurements. We use these distance measurements to constrain various cosmological models, finding continuing support for a flat Universe with a cosmological constant.

This paper describes the Sixth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey. With this data release, the imaging of the northern Galactic cap is now complete. The survey contains images and parameters of roughly 287 million objects over 9583 deg2, including scans over a large range of Galactic latitudes and longitudes. The survey also includes 1.27 million spectra of stars, galaxies, quasars, and blank sky (for sky subtraction) selected over 7425 deg2. This release includes much more stellar spectroscopy than was available in previous data releases and also includes detailed estimates of stellar temperatures, gravities, and metallicities. The results of improved photometric calibration are now available, with uncertainties of roughly 1% in g, r, i, and z, and 2% in u, substantially better than the uncertainties in previous data releases. The spectra in this data release have improved wavelength and flux calibration, especially in the extreme blue and extreme red, leading to the qualitatively better determination of stellar types and radial velocities. The spectrophotometric fluxes are now tied to point-spread function magnitudes of stars rather than fiber magnitudes. This gives more robust results in the presence of seeing variations, but also implies a change in the spectrophotometric scale, which is now brighter by roughly 0.35 mag. Systematic errors in the velocity dispersions of galaxies have been fixed, and the results of two independent codes for determining spectral classifications and redshifts are made available. Additional spectral outputs are made available, including calibrated spectra from individual 15 minute exposures and the sky spectrum subtracted from each exposure. We also quantify a recently recognized underestimation of the brightnesses of galaxies of large angular extent due to poor sky subtraction; the bias can exceed 0.2 mag for galaxies brighter than r = 14 mag.

(abridged) We describe the automated spectral classification, redshift determination, and parameter measurement pipeline in use for the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) of the Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) as of Data Release 9, encompassing 831,000 moderate-resolution optical spectra. We give a review of the algorithms employed, and describe the changes to the pipeline that have been implemented for BOSS relative to previous SDSS-I/II versions, including new sets of stellar, galaxy, and quasar redshift templates. For the color-selected CMASS sample of massive galaxies at redshift 0.4 <~ z <~ 0.8 targeted by BOSS for the purposes of large-scale cosmological measurements, the pipeline achieves an automated classification success rate of 98.7% and confirms 95.4% of unique CMASS targets as galaxies (with the balance being mostly M stars). Based on visual inspections of a subset of BOSS galaxies, we find that ~0.2% of confidently reported CMASS sample classifications and redshifts are incorrect, and ~0.4% of all CMASS spectra are objects unclassified by the current algorithm which are potentially recoverable. The BOSS pipeline confirms that ~51.5% of the quasar targets have quasar spectra, with the balance mainly consisting of stars. Statistical (as opposed to systematic) redshift errors propagated from photon noise are typically a few tens of km/s for both galaxies and quasars, with a significant tail to a few hundreds of km/s for quasars. We test the accuracy of these statistical redshift error estimates using repeat observations, finding them underestimated by a factor of 1.19 to 1.34 for galaxies, and by a factor of 2 for quasars. We assess the impact of sky-subtraction quality, S/N, and other factors on galaxy redshift success. Finally, we document known issues, and describe directions of ongoing development.