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.

We derive constraints on cosmological parameters and tests of dark energy models from the combination of baryon acoustic oscillation (BAO) measurements with cosmic microwave background (CMB) data and a recent reanalysis of Type Ia supernova (SN) data. In particular, we take advantage of high-precision BAO measurements from galaxy clustering and the Lyman-$\ensuremath{\alpha}$ forest (LyaF) in the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Treating the BAO scale as an uncalibrated standard ruler, BAO data alone yield a high confidence detection of dark energy; in combination with the CMB angular acoustic scale they further imply a nearly flat universe. Adding the CMB-calibrated physical scale of the sound horizon, the combination of BAO and SN data into an ``inverse distance ladder'' yields a measurement of ${H}_{0}=67.3\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}1.1\text{ }\text{ }\mathrm{km}\text{ }{\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}\text{ }{\mathrm{Mpc}}^{\ensuremath{-}1}$, with 1.7% precision. This measurement assumes standard prerecombination physics but is insensitive to assumptions about dark energy or space curvature, so agreement with CMB-based estimates that assume a flat $\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}\mathrm{CDM}$ cosmology is an important corroboration of this minimal cosmological model. For constant dark energy ($\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}$), our $\mathrm{BAO}+\mathrm{SN}+\mathrm{CMB}$ combination yields matter density ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{m}=0.301\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.008$ and curvature ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{k}=\ensuremath{-}0.003\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.003$. When we allow more general forms of evolving dark energy, the $\mathrm{BAO}+\mathrm{SN}+\mathrm{CMB}$ parameter constraints are always consistent with flat $\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}\mathrm{CDM}$ values at $\ensuremath{\approx}1\ensuremath{\sigma}$. While the overall ${\ensuremath{\chi}}^{2}$ of model fits is satisfactory, the LyaF BAO measurements are in moderate ($2--2.5\ensuremath{\sigma}$) tension with model predictions. Models with early dark energy that tracks the dominant energy component at high redshift remain consistent with our expansion history constraints, and they yield a higher ${H}_{0}$ and lower matter clustering amplitude, improving agreement with some low redshift observations. Expansion history alone yields an upper limit on the summed mass of neutrino species, $\ensuremath{\sum}{m}_{\ensuremath{\nu}}<0.56\text{ }\text{ }\mathrm{eV}$ (95% confidence), improving to $\ensuremath{\sum}{m}_{\ensuremath{\nu}}<0.25\text{ }\text{ }\mathrm{eV}$ if we include the lensing signal in the Planck CMB power spectrum. In a flat $\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}\mathrm{CDM}$ model that allows extra relativistic species, our data combination yields ${N}_{\mathrm{eff}}=3.43\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.26$; while the LyaF BAO data prefer higher ${N}_{\mathrm{eff}}$ when excluding galaxy BAO, the galaxy BAO alone favor ${N}_{\mathrm{eff}}\ensuremath{\approx}3$. When structure growth is extrapolated forward from the CMB to low redshift, standard dark energy models constrained by our data predict a level of matter clustering that is high compared to most, but not all, observational estimates.

(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.

We measure the large-scale cross-correlation of quasars with the Lyα forest absorption, using over 164,000 quasars from Data Release 11 of the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. We extend the previous study of roughly 60,000 quasars from Data Release 9 to larger separations, allowing a measurement of the Baryonic Acoustic Oscillation (BAO) scale along the line of sight c /( H ( z = 2.36) r s ) = 9.0±0.3 and across the line of sight D A ( z = 2.36)/ r s = 10.8±0.4, consistent with CMB and other BAO data. Using the best fit value of the sound horizon from Planck data ( r s = 147.49 Mpc), we can translate these results to a measurement of the Hubble parameter of H ( z = 2.36) = 226±8 km s −1 Mpc −1 and of the angular diameter distance of D A ( z = 2.36) = 1590±60 Mpc. The measured cross-correlation function and an update of the code to fit the BAO scale (baofit) are made publicly available.

We report a detection of the baryon acousticoscillation (BAO) feature in the flux-correlation function of the Lyα forest of high-redshift quasars with a statistical significance of five standard deviations. The study uses 137 562 quasars in the redshift range 2.1 ≤ z ≤ 3.5 from the data release 11 (DR11) of the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) of SDSS-III. This sample contains three times the number of quasars used in previous studies. The measured position of the BAO peak determines the angular distance, DA(z = 2.34) and expansion rate, H(z = 2.34), both on a scale set by the sound horizon at the drag epoch, rd. We find DA/rd = 11.28 ± 0.65(1σ)+2.8-1.2 (2σ) and DH/rd = 9.18 ± 0.28(1σ) ± 0.6(2σ) where DH = c/H. The optimal combination, ~DH0.7DA0.3/rd is determined with a precision of ~2%. For the value rd = 147.4 Mpc, consistent with the cosmic microwave background power spectrum measured by Planck, we find DA(z = 2.34) = 1662 ± 96(1σ) Mpc and H(z = 2.34) = 222 ± 7(1σ) km s-1 Mpc-1. Tests with mock catalogs and variations of our analysis procedure have revealed no systematic uncertainties comparable to our statistical errors. Our results agree with the previously reported BAO measurement at the same redshift using the quasar-Lyα forest cross-correlation. The autocorrelation and cross-correlation approaches are complementary because of the quite different impact of redshift-space distortion on the two measurements. The combined constraints from the two correlation functions imply values of DA/rd that are 7% lower and 7% higher for DH/rd than the predictions of a flat ΛCDM cosmological model with the best-fit Planck parameters. With our estimated statistical errors, the significance of this discrepancy is ≈2.5σ.

We present measurements of the Baryon Acoustic Oscillation (BAO) scale in redshift-space using the clustering of quasars. We consider a sample of 147 000 quasars from the extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) distributed over 2044 square degrees with redshifts 0.8 < z < 2.2 and measure their spherically averaged clustering in both configuration and Fourier space. Our observational data set and the 1400 simulated realizations of the data set allow us to detect a preference for BAO that is greater than 2.8σ. We determine the spherically averaged BAO distance to z = 1.52 to 3.8 per cent precision: DV(z = 1.52) = 3843 ± 147(rd/rd, fid)Mpc. This is the first time the location of the BAO feature has been measured between redshifts 1 and 2. Our result is fully consistent with the prediction obtained by extrapolating the Planck flat ΛCDM best-fitting cosmology. All of our results are consistent with basic large-scale structure (LSS) theory, confirming quasars to be a reliable tracer of LSS, and provide a starting point for numerous cosmological tests to be performed with eBOSS quasar samples. We combine our result with previous, independent, BAO distance measurements to construct an updated BAO distance-ladder. Using these BAO data alone and marginalizing over the length of the standard ruler, we find ΩΛ > 0 at 6.6σ significance when testing a ΛCDM model with free curvature.

We present the first results from an ongoing survey for damped Lyman-α systems (DLAs) in the spectra of z > 2 quasars observed in the course of the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), which is part of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) III. Our full (non-statistical) sample, based on Data Release 9, comprises 12 081 systems with log N(H i) ≥ 20, out of which 6839 have log N(H i) ≥ 20.3. This is the largest DLA sample ever compiled, superseding that from SDSS-II by a factor of seven.

We present the final Sloan Digital Sky Survey IV (SDSS-IV) quasar catalog from Data Release 16 of the extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS). This catalog comprises the largest selection of spectroscopically confirmed quasars to date. The full catalog includes two sub-catalogs: a "superset" of all SDSS-IV/eBOSS objects targeted as quasars containing 1,440,615 observations and a quasar-only catalog containing 750,414 quasars, including 225,082 new quasars appearing in an SDSS data release for the first time, as well as known quasars from SDSS-I/II/III. We present automated identification and redshift information for these quasars alongside data from visual inspections for 320,161 spectra. The quasar-only catalog is estimated to be 99.8% complete with 0.3% to 1.3% contamination. Automated and visual inspection redshifts are supplemented by redshifts derived via principal component analysis and emission lines. We include emission line redshifts for H$\alpha$, H$\beta$, Mg II, C III], C IV, and Ly$\alpha$. Identification and key characteristics generated by automated algorithms are presented for 99,856 Broad Absorption Line quasars and 35,686 Damped Lyman Alpha quasars. In addition to SDSS photometric data, we also present multi-wavelength data for quasars from GALEX, UKIDSS, WISE, FIRST, ROSAT/2RXS, XMM-Newton, and Gaia. Calibrated digital optical spectra for these quasars can be obtained from the SDSS Science Archive Server.

We present the Data Release 12 Quasar catalog (DR12Q) from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) of the SDSS-III. This catalog includes all SDSS-III/BOSS objects that were spectroscopically targeted as quasar candidates during the full survey and that are confirmed as quasars via visual inspection of the spectra, have luminosities Mi[z=2]2.15 is about an order of magnitude greater than the number of z>2.15 quasars known prior to BOSS. Redshifts and FWHMs are provided for the strongest emission lines (CIV, CIII], MgII). The catalog identifies 29,580 broad absorption line quasars and lists their characteristics. For each object, the catalog presents five-band (u, g, r, i, z) CCD-based photometry together with some information on the optical morphology and the selection criteria. When available, the catalog also provides information on the optical variability of quasars using SDSS and PTF multi-epoch photometry. The catalog also contains X-ray, ultraviolet, near-infrared, and radio emission properties of the quasars, when available, from other large-area surveys. The calibrated digital spectra, covering the wavelength region 3,600-10,500A at a spectral resolution in the range 1,300