This paper describes the Seventh Data Release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), marking the completion of the original goals of the SDSS and the end of the phase known as SDSS-II. It includes 11,663 deg2 of imaging data, with most of the ∼2000 deg2 increment over the previous data release lying in regions of low Galactic latitude. The catalog contains five-band photometry for 357 million distinct objects. The survey also includes repeat photometry on a 120° long, 25 wide stripe along the celestial equator in the Southern Galactic Cap, with some regions covered by as many as 90 individual imaging runs. We include a co-addition of the best of these data, going roughly 2 mag fainter than the main survey over 250 deg2. The survey has completed spectroscopy over 9380 deg2; the spectroscopy is now complete over a large contiguous area of the Northern Galactic Cap, closing the gap that was present in previous data releases. There are over 1.6 million spectra in total, including 930,000 galaxies, 120,000 quasars, and 460,000 stars. The data release includes improved stellar photometry at low Galactic latitude. The astrometry has all been recalibrated with the second version of the USNO CCD Astrograph Catalog, reducing the rms statistical errors at the bright end to 45 milliarcseconds per coordinate. We further quantify a systematic error in bright galaxy photometry due to poor sky determination; this problem is less severe than previously reported for the majority of galaxies. Finally, we describe a series of improvements to the spectroscopic reductions, including better flat fielding and improved wavelength calibration at the blue end, better processing of objects with extremely strong narrow emission lines, and an improved determination of stellar metallicities.

Building on the legacy of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-I and II), SDSS-III is a program of four spectroscopic surveys on three scientific themes: dark energy and cosmological parameters, the history and structure of the Milky Way, and the population of giant planets around other stars. In keeping with SDSS tradition, SDSS-III will provide regular public releases of all its data, beginning with SDSS Data Release 8 (DR8), which was made public in 2011 January and includes SDSS-I and SDSS-II images and spectra reprocessed with the latest pipelines and calibrations produced for the SDSS-III investigations. This paper presents an overview of the four surveys that comprise SDSS-III. The Baryon Oscillation Spectroscopic Survey will measure redshifts of 1.5 million massive galaxies and Lyα forest spectra of 150,000 quasars, using the baryon acoustic oscillation feature of large-scale structure to obtain percent-level determinations of the distance scale and Hubble expansion rate at z < 0.7 and at z ≈ 2.5. SEGUE-2, an already completed SDSS-III survey that is the continuation of the SDSS-II Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration (SEGUE), measured medium-resolution (R = λ/Δλ ≈ 1800) optical spectra of 118,000 stars in a variety of target categories, probing chemical evolution, stellar kinematics and substructure, and the mass profile of the dark matter halo from the solar neighborhood to distances of 100 kpc. APOGEE, the Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment, will obtain high-resolution (R ≈ 30,000), high signal-to-noise ratio (S/N ⩾ 100 per resolution element), H-band (1.51 μm < λ < 1.70 μm) spectra of 105 evolved, late-type stars, measuring separate abundances for ∼15 elements per star and creating the first high-precision spectroscopic survey of all Galactic stellar populations (bulge, bar, disks, halo) with a uniform set of stellar tracers and spectral diagnostics. The Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey (MARVELS) will monitor radial velocities of more than 8000 FGK stars with the sensitivity and cadence (10–40 m s−1, ∼24 visits per star) needed to detect giant planets with periods up to two years, providing an unprecedented data set for understanding the formation and dynamical evolution of giant planet systems. As of 2011 January, SDSS-III has obtained spectra of more than 240,000 galaxies, 29,000 z ⩾ 2.2 quasars, and 140,000 stars, including 74,000 velocity measurements of 2580 stars for MARVELS.

This paper describes the Fourth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), including all survey-quality data taken through 2004 June. The data release includes five-band photometric data for 180 million objects selected over 6670 deg2 and 673,280 spectra of galaxies, quasars, and stars selected from 4783 deg2 of those imaging data using the standard SDSS target selection algorithms. These numbers represent a roughly 27% increment over those of the Third Data Release; all the data from previous data releases are included in the present release. The Fourth Data Release also includes an additional 131,840 spectra of objects selected using a variety of alternative algorithms, to address scientific issues ranging from the kinematics of stars in the Milky Way thick disk to populations of faint galaxies and quasars.

The Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration (SEGUE) Survey obtained ≈240,000 moderate-resolution (R ∼ 1800) spectra from 3900 Å to 9000 Å of fainter Milky Way stars (14.0 < g < 20.3) of a wide variety of spectral types, both main-sequence and evolved objects, with the goal of studying the kinematics and populations of our Galaxy and its halo. The spectra are clustered in 212 regions spaced over three quarters of the sky. Radial velocity accuracies for stars are at g < 18, degrading to at g ∼ 20. For stars with signal-to-noise ratio >10 per resolution element, stellar atmospheric parameters are estimated, including metallicity, surface gravity, and effective temperature. SEGUE obtained 3500 deg2 of additional ugriz imaging (primarily at low Galactic latitudes) providing precise multicolor photometry (σ(g, r, i) ∼ 2%), (σ(u, z) ∼ 3%) and astrometry (≈01) for spectroscopic target selection. The stellar spectra, imaging data, and derived parameter catalogs for this survey are publicly available as part of Sloan Digital Sky Survey Data Release 7.

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 the fifth edition of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Quasar Catalog, which is based upon the SDSS Seventh Data Release. The catalog, which contains 105,783 spectroscopically confirmed quasars, represents the conclusion of the SDSS-I and SDSS-II quasar survey. The catalog consists of the SDSS objects that have luminosities larger than M_i = -22.0 (in a cosmology with H_0 = 70 km/s/Mpc Omega_M = 0.3, and Omega_Lambda = 0.7) have at least one emission line with FWHM larger than 1000 km/s or have interesting/complex absorption features, are fainter than i > 15.0 and have highly reliable redshifts. The catalog covers an area of 9380 deg^2. The quasar redshifts range from 0.065 to 5.46, with a median value of 1.49; the catalog includes 1248 quasars at redshifts greater than four, of which 56 are at redshifts greater than five. The catalog contains 9210 quasars with i < 18; slightly over half of the entries have i< 19. For each object the catalog presents positions accurate to better than 0.1" rms per coordinate, five-band (ugriz) CCD-based photometry with typical accuracy of 0.03 mag, and information on the morphology and selection method. The catalog also contains radio, near-infrared, and X-ray emission properties of the quasars, when available, from other large-area surveys. The calibrated digital spectra cover the wavelength region 3800-9200 Ang. at a spectral resolution R = 2000 the spectra can be retrieved from the SDSS public database using the information provided in the catalog. Over 96% of the objects in the catalog were discovered by the SDSS. We also include a supplemental list of an additional 207 quasars with SDSS spectra whose archive photometric information is incomplete.

We determine the number counts and z = 0-5 luminosity function for a well-defined, homogeneous sample of quasars from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). We conservatively define the most uniform statistical sample possible, consisting of 15,343 quasars within an effective area of 1622 deg2 that was derived from a parent sample of 46,420 spectroscopically confirmed broad-line quasars in the 5282 deg2 of imaging data from SDSS Data Release 3. The sample extends from i = 15 to 19.1 at z ≲ 3 and to i = 20.2 for z ≳ 3. The number counts and luminosity function agree well with the results of the Two Degree Field QSO Redshift Survey (2QZ) at redshifts and luminosities at which the SDSS and 2QZ quasar samples overlap, but the SDSS data probe to much higher redshifts than does the 2QZ sample. The number density of luminous quasars peaks between redshifts 2 and 3, although uncertainties in the selection function in this range do not allow us to determine the peak redshift more precisely. Our best-fit model has a flatter bright-end slope at high redshift than at low redshift. For z < 2.4 the data are best fit by a redshift-independent slope of β = -3.1 [Φ(L) ∝ Lβ]. Above z = 2.4 the slope flattens with redshift to β ≳ -2.37 at z = 5. This slope change, which is significant at the ≳5 σ level, must be accounted for in models of the evolution of accretion onto supermassive black holes.

We present five new satellites of the Milky Way discovered in Sloan Digital Sky Survey (SDSS) imaging data, four of which were followed up with either the Subaru or the Isaac Newton Telescopes. They include four probable new dwarf galaxies—one each in the constellations of Coma Berenices, Canes Venatici, Leo, and Hercules—together with one unusually extended globular cluster, Segue 1. We provide distances, absolute magnitudes, half-light radii, and color-magnitude diagrams for all five satellites. The morphological features of the color-magnitude diagrams are generally well described by the ridge line of the old, metal-poor globular cluster M92. In the past two years, a total of 10 new Milky Way satellites with effective surface brightness μv ≳ 28 mag arcsec-2 have been discovered in SDSS data. They are less luminous, more irregular, and apparently more metal-poor than the previously known nine Milky Way dwarf spheroidals. The relationship between these objects and other populations is discussed. We note that there is a paucity of objects with half-light radii between ~40 and ~100 pc. We conjecture that this may represent the division between star clusters and dwarf galaxies.

This paper describes the Fifth Data Release (DR5) of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). DR5 includes all survey quality data taken through June 2005 and represents the completion of the SDSS-I project (whose successor, SDSS-II will continue through mid-2008). It includes five-band photometric data for 217 million objects selected over 8000 square degrees, and 1,048,960 spectra of galaxies, quasars, and stars selected from 5713 square degrees of that imaging data. These numbers represent a roughly 20% increment over those of the Fourth Data Release; all the data from previous data releases are included in the present release. In addition to "standard" SDSS observations, DR5 includes repeat scans of the southern equatorial stripe, imaging scans across M31 and the core of the Perseus cluster of galaxies, and the first spectroscopic data from SEGUE, a survey to explore the kinematics and chemical evolution of the Galaxy. The catalog database incorporates several new features, including photometric redshifts of galaxies, tables of matched objects in overlap regions of the imaging survey, and tools that allow precise computations of survey geometry for statistical investigations.