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.

We measure cosmological parameters using the three-dimensional power spectrum $P(k)$ from over 200 000 galaxies in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) in combination with Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) and other data. Our results are consistent with a ``vanilla'' flat adiabatic cold dark matter model with a cosmological constant without tilt ${(n}_{s}=1),$ running tilt, tensor modes, or massive neutrinos. Adding SDSS information more than halves the WMAP-only error bars on some parameters, tightening $1\ensuremath{\sigma}$ constraints on the Hubble parameter from $h\ensuremath{\approx}{0.74}_{\ensuremath{-}0.07}^{+0.18}$ to $h\ensuremath{\approx}{0.70}_{\ensuremath{-}0.03}^{+0.04},$ on the matter density from ${\ensuremath{\Omega}}_{m}\ensuremath{\approx}0.25\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.10$ to ${\ensuremath{\Omega}}_{m}\ensuremath{\approx}0.30\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.04$ $(1\ensuremath{\sigma})$ and on neutrino masses from $<11$ to $<0.6\mathrm{eV}$ (95%). SDSS helps even more when dropping prior assumptions about curvature, neutrinos, tensor modes and the equation of state. Our results are in substantial agreement with the joint analysis of WMAP and the Two Degree Field Galaxy Redshift Survey, which is an impressive consistency check with independent redshift survey data and analysis techniques. In this paper, we place particular emphasis on clarifying the physical origin of the constraints, i.e., what we do and do not know when using different data sets and prior assumptions. For instance, dropping the assumption that space is perfectly flat, the WMAP-only constraint on the measured age of the Universe tightens from ${t}_{0}\ensuremath{\approx}{16.3}_{\ensuremath{-}1.8}^{+2.3}\mathrm{Gyr}$ to ${t}_{0}\ensuremath{\approx}{14.1}_{\ensuremath{-}0.9}^{+1.0}\mathrm{Gyr}$ by adding SDSS and SN Ia data. Including tensors, running tilt, neutrino mass and equation of state in the list of free parameters, many constraints are still quite weak, but future cosmological measurements from SDSS and other sources should allow these to be substantially tightened.

The Sloan Digital Sky Survey (SDSS) is an imaging and spectroscopic survey that will eventually cover approximately one-quarter of the celestial sphere and collect spectra of ≈106 galaxies, 100,000 quasars, 30,000 stars, and 30,000 serendipity targets. In 2001 June, the SDSS released to the general astronomical community its early data release, roughly 462 deg2 of imaging data including almost 14 million detected objects and 54,008 follow-up spectra. The imaging data were collected in drift-scan mode in five bandpasses (u, g, r, i, and z); our 95% completeness limits for stars are 22.0, 22.2, 22.2, 21.3, and 20.5, respectively. The photometric calibration is reproducible to 5%, 3%, 3%, 3%, and 5%, respectively. The spectra are flux- and wavelength-calibrated, with 4096 pixels from 3800 to 9200 Å at R ≈ 1800. We present the means by which these data are distributed to the astronomical community, descriptions of the hardware used to obtain the data, the software used for processing the data, the measured quantities for each observed object, and an overview of the properties of this data set.

We present the large-scale correlation function measured from a spectroscopic sample of 46,748 luminous red galaxies from the Sloan Digital Sky Survey. The survey region covers 0.72 h-3 Gpc3 over 3816 deg2 and 0.16 < z < 0.47, making it the best sample yet for the study of large-scale structure. We find a well-detected peak in the correlation function at 100 h-1 Mpc separation that is an excellent match to the predicted shape and location of the imprint of the recombination-epoch acoustic oscillations on the low-redshift clustering of matter. This detection demonstrates the linear growth of structure by gravitational instability between z ≈ 1000 and the present and confirms a firm prediction of the standard cosmological theory. The acoustic peak provides a standard ruler by which we can measure the ratio of the distances to z = 0.35 and z = 1089 to 4% fractional accuracy and the absolute distance to z = 0.35 to 5% accuracy. From the overall shape of the correlation function, we measure the matter density Ωmh2 to 8% and find agreement with the value from cosmic microwave background (CMB) anisotropies. Independent of the constraints provided by the CMB acoustic scale, we find Ωm = 0.273 ± 0.025 + 0.123(1 + w0) + 0.137ΩK. Including the CMB acoustic scale, we find that the spatial curvature is ΩK = -0.010 ± 0.009 if the dark energy is a cosmological constant. More generally, our results provide a measurement of cosmological distance, and hence an argument for dark energy, based on a geometric method with the same simple physics as the microwave background anisotropies. The standard cosmological model convincingly passes these new and robust tests of its fundamental properties.

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.

The spectroscopic Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Data Release 7 (DR7) galaxy sample represents the final set of galaxies observed using the original SDSS target selection criteria. We analyse the clustering of galaxies within this sample, including both the Luminous Red Galaxy (LRG) and Main samples, and also include the 2-degree Field Galaxy Redshift Survey (2dFGRS) data. Baryon Acoustic Oscillations are observed in power spectra measured for different slices in redshift; this allows us to constrain the distance--redshift relation at multiple epochs. We achieve a distance measure at redshift z=0.275, of r_s(z_d)/D_V(0.275)=0.1390+/-0.0037 (2.7% accuracy), where r_s(z_d) is the comoving sound horizon at the baryon drag epoch, D_V(z)=[(1+z)^2D_A^2cz/H(z)]^(1/3), D_A(z) is the angular diameter distance and H(z) is the Hubble parameter. We find an almost independent constraint on the ratio of distances D_V(0.35)/D_V(0.2)=1.736+/-0.065, which is consistent at the 1.1sigma level with the best fit Lambda-CDM model obtained when combining our z=0.275 distance constraint with the WMAP 5-year data. The offset is similar to that found in previous analyses of the SDSS DR5 sample, but the discrepancy is now of lower significance, a change caused by a revised error analysis and a change in the methodology adopted, as well as the addition of more data. Using WMAP5 constraints on Omega_bh^2 and Omega_ch^2, and combining our BAO distance measurements with those from the Union Supernova sample, places a tight constraint on Omega_m=0.286+/-0.018 and H_0 = 68.2+/-2.2km/s/Mpc that is robust to allowing curvature and non-Lambda dark energy. This result is independent of the behaviour of dark energy at redshifts greater than those probed by the BAO and supernova measurements. (abridged)

We measure the large-scale real-space power spectrum P(k) by using a sample of 205,443 galaxies from the Sloan Digital Sky Survey, covering 2417 effective square degrees with mean redshift z ≈ 0.1. We employ a matrix-based method using pseudo-Karhunen-Loève eigenmodes, producing uncorrelated minimum-variance measurements in 22 k-bands of both the clustering power and its anisotropy due to redshift-space distortions, with narrow and well-behaved window functions in the range 0.02 h Mpc-1 < k < 0.3 h Mpc-1. We pay particular attention to modeling, quantifying, and correcting for potential systematic errors, nonlinear redshift distortions, and the artificial red-tilt caused by luminosity-dependent bias. Our results are robust to omitting angular and radial density fluctuations and are consistent between different parts of the sky. Our final result is a measurement of the real-space matter power spectrum P(k) up to an unknown overall multiplicative bias factor. Our calculations suggest that this bias factor is independent of scale to better than a few percent for k < 0.1 h Mpc-1, thereby making our results useful for precision measurements of cosmological parameters in conjunction with data from other experiments such as the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe satellite. The power spectrum is not well-characterized by a single power law but unambiguously shows curvature. As a simple characterization of the data, our measurements are well fitted by a flat scale-invariant adiabatic cosmological model with h Ωm = 0.213 ± 0.023 and σ8 = 0.89 ± 0.02 for L* galaxies, when fixing the baryon fraction Ωb/Ωm = 0.17 and the Hubble parameter h = 0.72; cosmological interpretation is given in a companion paper.

We have constructed a large-format mosaic CCD camera for the Sloan Digital Sky Survey. The camera consists of two arrays, a photometric array that uses 30 2048 × 2048 SITe/Tektronix CCDs (24 μm pixels) with an effective imaging area of 720 cm2 and an astrometric array that uses 24 400 × 2048 CCDs with the same pixel size, which will allow us to tie bright astrometric standard stars to the objects imaged in the photometric camera. The instrument will be used to carry out photometry essentially simultaneously in five color bands spanning the range accessible to silicon detectors on the ground in the time-delay–and–integrate (TDI) scanning mode. The photometric detectors are arrayed in the focal plane in six columns of five chips each such that two scans cover a filled stripe 25 wide. This paper presents engineering and technical details of the camera.

We measure the large-scale real-space power spectrum P(k) using luminous red galaxies (LRGs) in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and use this measurement to sharpen constraints on cosmological parameters from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). We employ a matrix-based power spectrum estimation method using Pseudo-Karhunen-Loève eigenmodes, producing uncorrelated minimum-variance measurements in 20 k-bands of both the clustering power and its anisotropy due to redshift-space distortions, with narrow and well-behaved window functions in the range 0.01h/Mpc0.1h/Mpc and associated nonlinear complications, yet agree well with more aggressive published analyses where nonlinear modeling is crucial.18 MoreReceived 22 August 2006DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.74.123507©2006 American Physical Society

ABSTRACT The Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) presents the first spectroscopic data from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). This ninth data release (DR9) of the SDSS project includes 535,995 new galaxy spectra (median z ∼ 0.52), 102,100 new quasar spectra (median z ∼ 2.32), and 90,897 new stellar spectra, along with the data presented in previous data releases. These spectra were obtained with the new BOSS spectrograph and were taken between 2009 December and 2011 July. In addition, the stellar parameters pipeline, which determines radial velocities, surface temperatures, surface gravities, and metallicities of stars, has been updated and refined with improvements in temperature estimates for stars with T eff < 5000 K and in metallicity estimates for stars with [Fe/H] > -0.5. DR9 includes new stellar parameters for all stars presented in DR8, including stars from SDSS-I and II, as well as those observed as part of the SEGUE-2. The astrometry error introduced in the DR8 imaging catalogs has been corrected in the DR9 data products. The next data release for SDSS-III will be in Summer 2013, which will present the first data from the APOGEE along with another year of data from BOSS, followed by the final SDSS-III data release in 2014 December.