- Featured in Physics
- Editors' Suggestion
- Open Access
Construction of the damped absorber catalog for DESI DR2 BAO
Phys. Rev. D 112, 083510 – Published 6 October, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/wxyv-46kb
Abstract
We present the Damped Toolkit for automated detection and characterization of damped absorbers (DLAs) in quasar spectra. Our method uses quasar spectral templates with and without absorption from intervening DLAs to reconstruct observed quasar forest regions. The best-fitting model determines whether a DLA is present while estimating the redshift and HI column density. With an optimized quality cut on detection significance (), the technique achieves an estimated 80% purity and 79% completeness when evaluated on simulated spectra with that are free of broad absorption lines (BALs). We provide a catalog containing candidate DLAs from the DLA Toolkit detected in DESI DR1 quasar spectra, of which 21 719 were found in spectra with predicted and detection significance . We compare the Damped Toolkit to two alternative DLA finders based on a convolutional neural network and Gaussian process models. We present a strategy for combining these three techniques to produce a high-fidelity DLA catalog from DESI DR2 for the forest baryon acoustic oscillation measurement. The combined catalog contains 41 152 candidate DLAs with from quasar spectra with . We estimate this sample to be approximately 85% pure and 79% complete when BAL quasars are excluded.
Physics Subject Headings (PhySH)
Viewpoint
Rethinking Our Place in the Universe
The new map of the Universe’s expansion history released by the DESI Collaboration offers hints at a breakdown of the standard model of cosmology.
See more in Physics
Article Text
References (89)
- A. M. Wolfe, D. A. Turnshek, H. E. Smith, and R. D. Cohen, Astrophys. J. Suppl. Ser. 61, 249 (1986).
- A. M. Wolfe, E. Gawiser, and J. X. Prochaska, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 43, 861 (2005).
- G. Vladilo, M. Centurión, P. Bonifacio, and J. C. Howk, Astrophys. J. 557, 1007 (2001).
- J. X. Prochaska and A. M. Wolfe, Astrophys. J. 487, 73 (1997).
- A. Pontzen, F. Governato, M. Pettini, C. M. Booth, G. Stinson, J. Wadsley, A. Brooks, T. Quinn, and M. Haehnelt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 390, 1349 (2008).
- P. Noterdaeme, P. Petitjean, C. Ledoux, and R. Srianand, Astron. Astrophys. 505, 1087 (2009).
- V. P. Kulkarni, D. V. Bowen, L. A. Straka, D. G. York, N. Gupta, P. Noterdaeme, and R. Srianand, Astrophys. J. 929, 150 (2022).
- R. Cen, Astrophys. J. 748, 121 (2012).
- A. Font-Ribera, J. Miralda-Escudé, E. Arnau, B. Carithers, K.-G. Lee, P. Noterdaeme, I. Pâris, P. Petitjean, J. Rich, E. Rollinde, N. P. Ross, D. P. Schneider, M. White, and D. G. York, J. Cosmol. Astropart. Phys. 11 (2012) 059.
- J.-K. Krogager, J. P. U. Fynbo, C. Ledoux, L. Christensen, A. Gallazzi, P. Laursen, P. Møller, P. Noterdaeme, C. Péroux, M. Pettini, and M. Vestergaard, Mon. Not. R. Astron. Soc. 433, 3091 (2013).
- M. Fumagalli, J. M. O’Meara, J. X. Prochaska, N. Kanekar, and A. M. Wolfe, Mon. Not. R. Astron. Soc. 444, 1282 (2014).
- M. Neeleman, N. Kanekar, J. X. Prochaska, L. Christensen, M. Dessauges-Zavadsky, J. P. U. Fynbo, P. Møller, and M. A. Zwaan, Astrophys. J. Lett. 856, L12 (2018).
- J.-K. Krogager, P. Møller, L. B. Christensen, P. Noterdaeme, J. P. U. Fynbo, and W. Freudling, Mon. Not. R. Astron. Soc. 495, 3014 (2020).
- G. A. Oyarzún, M. Rafelski, N. Kanekar, J. X. Prochaska, M. Neeleman, and R. A. Jorgenson, Astrophys. J. 962, 72 (2024).
- Dharmender, R. Joshi, M. Fumagalli, P. Noterdaeme, H. Chand, and L. C. Ho, Astron. Astrophys. 692, L7 (2024).
- I. Pérez-Ràfols, A. Font-Ribera, J. Miralda-Escudé, M. Blomqvist, S. Bird, N. Busca, H. du Mas des Bourboux, L. Mas-Ribas, P. Noterdaeme, P. Petitjean, J. Rich, and D. P. Schneider, Mon. Not. R. Astron. Soc. 473, 3019 (2018).
- I. Pérez-Ràfols, M. M. Pieri, M. Blomqvist, S. Morrison, D. Som, and A. Cuceu, Mon. Not. R. Astron. Soc. 524, 1464 (2023).
- A. Slosar, A. Font-Ribera, M. M. Pieri, J. Rich, J.-M. Le Goff, É. Aubourg, J. Brinkmann, N. Busca, B. Carithers, R. Charlassier, M. Cortês, R. Croft, K. S. Dawson, D. Eisenstein, J.-C. Hamilton et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 09 (2011) 001.
- A. Font-Ribera and J. Miralda-Escudé, J. Cosmol. Astropart. Phys. 07 (2012) 028.
- K. K. Rogers, S. Bird, H. V. Peiris, A. Pontzen, A. Font-Ribera, and B. Leistedt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 474, 3032 (2018).
- K. K. Rogers, S. Bird, H. V. Peiris, A. Pontzen, A. Font-Ribera, and B. Leistedt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 476, 3716 (2018).
- B. Wang, J. Zou, Z. Cai, J. X. Prochaska, Z. Sun, J. Ding, A. Font-Ribera, A. Gonzalez, H. K. Herrera-Alcantar, V. Irsic, X. Lin, D. Brooks, S. Chabanier, R. de Belsunce, N. Palanque-Delabrouille et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 259, 28 (2022).
- T. Tan et al., arXiv:2506.13005.
- P. McDonald, U. Seljak, R. Cen, P. Bode, and J. P. Ostriker, Mon. Not. R. Astron. Soc. 360, 1471 (2005).
- S. Chabanier, N. Palanque-Delabrouille, C. Yèche, J.-M. Le Goff, E. Armengaud, J. Bautista, M. Blomqvist, N. Busca, K. Dawson, T. Etourneau, A. Font-Ribera, Y. Lee, H. du Mas des Bourboux, M. Pieri, J. Rich et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 07 (2019) 017.
- N. G. Karaçayl𝚤, P. Martini, J. Guy, C. Ravoux, M. L. Abdul Karim, E. Armengaud, M. Walther, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Bailey, J. Bautista, S. F. Beltran, D. Brooks, L. Cabayol-Garcia, S. Chabanier et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 528, 3941 (2024).
- J. X. Prochaska and S. Herbert-Fort, Publ. Astron. Soc. Pac. 116, 622 (2004).
- J. X. Prochaska, S. Herbert-Fort, and A. M. Wolfe, Astrophys. J. 635, 123 (2005).
- D. G. York, J. Adelman, J. E. Anderson, Jr., S. F. Anderson, J. Annis, N. A. Bahcall, J. A. Bakken, R. Barkhouser, S. Bastian, E. Berman, W. N. Boroski, S. Bracker, C. Briegel, J. W. Briggs, J. Brinkmann et al., Astron. J. 120, 1579 (2000).
- P. Noterdaeme, P. Petitjean, W. C. Carithers, I. Pâris, A. Font-Ribera, S. Bailey, E. Aubourg, D. Bizyaev, G. Ebelke, H. Finley, J. Ge, E. Malanushenko, V. Malanushenko, J. Miralda-Escudé, A. D. Myers et al., Astron. Astrophys. 547, L1 (2012).
- R. Garnett, S. Ho, S. Bird, and J. Schneider, Mon. Not. R. Astron. Soc. 472, 1850 (2017).
- M.-F. Ho, S. Bird, and R. Garnett, Mon. Not. R. Astron. Soc. 496, 5436 (2020).
- M.-F. Ho, S. Bird, and R. Garnett, Mon. Not. R. Astron. Soc. 507, 704 (2021).
- D. Parks, J. X. Prochaska, S. Dong, and Z. Cai, Mon. Not. R. Astron. Soc. 476, 1151 (2018).
- S. Chabanier, T. Etourneau, J.-M. Le Goff, J. Rich, J. Stermer, B. Abolfathi, A. Font-Ribera, A. X. Gonzalez-Morales, A. de la Macorra, I. Pérez-Ràfols, P. Petitjean, M. M. Pieri, C. Ravoux, G. Rossi, and D. P. Schneider, Astrophys. J. Suppl. Ser. 258, 18 (2022).
- J. Farr, A. Font-Ribera, H. du Mas des Bourboux, A. Muñoz-Gutiérrez, F. J. Sánchez, A. Pontzen, A. Xochitl González-Morales, D. Alonso, D. Brooks, P. Doel, T. Etourneau, J. Guy, J.-M. Le Goff, A. de la Macorra, N. Palanque-Delabrouille et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 03 (2020) 068.
- M. A. Karim, A. G. Adame, D. Aguado, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, G. Aldering, D. M. Alexander, R. Alfarsy, L. Allen, C. Allende Prieto, O. Alves, A. Anand, U. Andrade et al. (DESI Collaboration), arXiv:2503.14745.
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, S. Bailey et al. (DESI Collaboration), J. Cosmol. Astropart. Phys. 01 (2025) 124.
- M. A. Karim, J. Aguilar, S. Ahlen, C. Allende Prieto, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, A. Aviles, S. Bailey, A. Bault, S. BenZvi, D. Bianchi, C. Blake et al. (DESI Collaboration), companion paper, Phys. Rev. D 112, 083514 (2025).
- M. A. Karim, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, L. Allen, C. Allende Prieto, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, A. Aviles, S. Bailey, C. Baltay, P. Bansal et al. (DESI Collaboration), companion paper, Phys. Rev. D 112, 083515 (2025).
- L. Casas, H. K. Herrera-Alcantar, J. Chaves-Montero, A. Cuceu, A. Font-Ribera, M. Lokken, M. A. Karim, C. Ramírez-Pérez, J. Aguilar, S. Ahlen, U. Andrade, E. Armengaud, A. Aviles, S. Bailey, S. BenZvi et al., arXiv:2503.14741.
- M. Levi, C. Bebek, T. Beers, R. Blum, R. Cahn, D. Eisenstein, B. Flaugher, K. Honscheid, R. Kron, O. Lahav, P. McDonald, N. Roe, and D. Schlegel (DESI Collaboration), arXiv:1308.0847.
- A. Aghamousa, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, L. E. Allen, C. Allende Prieto, J. Annis, S. Bailey, C. Balland, O. Ballester, C. Baltay, L. Beaufore, C. Bebek, T. C. Beers et al. (DESI Collaboration), arXiv:1611.00036.
- A. Aghamousa, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, L. E. Allen, C. Allende Prieto, J. Annis, S. Bailey, C. Balland, O. Ballester, C. Baltay, L. Beaufore, C. Bebek, T. C. Beers et al. (DESI Collaboration), arXiv:1611.00037.
- J. H. Silber, P. Fagrelius, K. Fanning, M. Schubnell, J. N. Aguilar, S. Ahlen, J. Ameel, O. Ballester, C. Baltay, C. Bebek, D. Benton Beard, R. Besuner, L. Cardiel-Sas, R. Casas, F. J. Castander et al., Astron. J. 165, 9 (2023).
- T. N. Miller, P. Doel, G. Gutierrez, R. Besuner, D. Brooks, G. Gallo, H. Heetderks, P. Jelinsky, S. M. Kent, M. Lampton, M. E. Levi, M. Liang, A. Meisner, M. J. Sholl, J. H. Silber et al., Astron. J. 168, 95 (2024).
- C. Poppett, L. Tyas, J. Aguilar, C. Bebek, D. Bramall, T. Claybaugh, J. Edelstein, P. Fagrelius, H. Heetderks, P. Jelinsky, S. Jelinsky, R. Lafever, A. Lambert, M. Lampton, M. E. Levi et al., Astron. J. 168, 245 (2024).
- A. Dey, D. J. Schlegel, D. Lang, R. Blum, K. Burleigh, X. Fan, J. R. Findlay, D. Finkbeiner, D. Herrera, S. Juneau, M. Landriau, M. Levi, I. McGreer, A. Meisner, A. D. Myers et al., Astron. J. 157, 168 (2019).
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, G. Aldering, D. M. Alexander, R. Alfarsy, C. Allende Prieto, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, F. Andrade-Oliveira, E. Armengaud, J. Asorey et al. (DESI Collaboration), Astron. J. 167, 62 (2024).
- E. Chaussidon, C. Yèche, N. Palanque-Delabrouille, D. M. Alexander, J. Yang, S. Ahlen, S. Bailey, D. Brooks, Z. Cai, S. Chabanier, T. M. Davis, K. Dawson, A. de laMacorra, A. Dey, B. Dey et al., Astrophys. J. 944, 107 (2023).
- B. Abareshi, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, R. Alfarsy, L. Allen, C. Allende Prieto, O. Alves, J. Ameel, E. Armengaud, J. Asorey, A. Aviles, S. Bailey et al. (DESI Collaboration), Astron. J. 164, 207 (2022).
- E. F. Schlafly, D. Kirkby, D. J. Schlegel, A. D. Myers, A. Raichoor, K. Dawson, J. Aguilar, C. Allende Prieto, S. Bailey, S. BenZvi, J. Bermejo-Climent, D. Brooks, A. de la Macorra, A. Dey, P. Doel et al., Astron. J. 166, 259 (2023).
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, G. Aldering, D. M. Alexander, R. Alfarsy, C. Allende Prieto, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, F. Andrade-Oliveira, E. Armengaud, J. Asorey et al. (DESI Collaboration), Astron. J. 168, 58 (2024).
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, S. Bailey et al. (DESI Collaboration), arXiv:2411.12020.
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, and S. Bailey (DESI Collaboration), arXiv:2411.12021.
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, S. Bailey et al. (DESI Collaboration), J. Cosmol. Astropart. Phys. 04 (2025) 012.
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, B. Bahr-Kalus, S. Bailey et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 02 (2025) 021.
- A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, C. Allende Prieto, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan et al. (DESI Collaboration), arXiv:2411.12022.
- J. Guy, S. Bailey, A. Kremin, S. Alam, D. M. Alexander, C. Allende Prieto, S. BenZvi, A. S. Bolton, D. Brooks, E. Chaussidon, A. P. Cooper, K. Dawson, A. de la Macorra, A. Dey, B. Dey et al., Astron. J. 165, 144 (2023).
- N. Busca and C. Balland, arXiv:1808.09955.
- J. Farr, A. Font-Ribera, and A. Pontzen, J. Cosmol. Astropart. Phys. 11 (2020) 015.
- A. Brodzeller, K. Dawson, S. Bailey, J. Yu, A. J. Ross, A. Bault, S. Filbert, J. Aguilar, S. Ahlen, D. M. Alexander, E. Armengaud, A. Berti, D. Brooks, E. Chaussidon, A. de la Macorra et al., Astron. J. 166, 66 (2023).
- A. Anand, J. Guy, S. Bailey, J. Moustakas, J. Aguilar, S. Ahlen, A. S. Bolton, A. Brodzeller, D. Brooks, T. Claybaugh, S. Cole, A. de la Macorra, B. Dey, K. Fanning, J. E. Forero-Romero et al., Astron. J. 168, 124 (2024).
- D. Green, D. Kirkby, J. Aguilar, S. Ahlen, D. M. Alexander, E. Armengaud, S. Bailey, A. Bault, D. Bianchi, A. Brodzeller, D. Brooks, T. Claybaugh, R. de Belsunce, A. de la Macorra, P. Doel et al., arXiv:2505.01596.
- Q. Wu and Y. Shen, Res. Not. Am. Astron. Soc. 7, 190 (2023).
- A. Bault, D. Kirkby, J. Guy, A. Brodzeller, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Bailey, D. Brooks, L. Cabayol-Garcia, J. Chaves-Montero, T. Claybaugh, A. Cuceu, K. Dawson, R. de la Cruz, A. de la Macorra et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 01 (2025) 130.
- S. Filbert, P. Martini, K. Seebaluck, L. Ennesser, D. M. Alexander, A. Bault, A. Brodzeller, H. K. Herrera-Alcantar, P. Montero-Camacho, I. Pérez-Ràfols, C. Ramírez-Pérez, C. Ravoux, T. Tan, J. Aguilar, S. Ahlen et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 532, 3669 (2024).
- H. K. Herrera-Alcantar, A. Muñoz-Gutiérrez, T. Tan, A. X. González-Morales, A. Font-Ribera, J. Guy, J. Moustakas, D. Kirkby, E. Armengaud, A. Bault, L. Cabayol-Garcia, J. Chaves-Montero, A. Cuceu, R. de la Cruz, L. Á. García et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 01 (2025) 141.
- C. Ramírez-Pérez, J. Sanchez, D. Alonso, and A. Font-Ribera, J. Cosmol. Astropart. Phys. 05 (2022) 002.
- T. Etourneau, J.-M. L. Goff, J. Rich, T. Tan, A. Cuceu, S. Ahlen, E. Armengaud, D. Brooks, T. Claybaugh, A. de la Macorra, P. Doel, A. Font-Ribera, J. E. Forero-Romero, S. G. A. Gontcho, A. X. Gonzalez-Morales et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 05 (2024) 077.
- I. McGreer, J. Moustakas, and J. Schindler, simqso: Simulated quasar spectra generator, Astrophysics Source Code Library, record ascl:2106.008 (2021).
- D. Kirkby, S. Bailey, J. Guy, and B. A. Weaver, Quick simulations of fiber spectrograph response v0.5 (2016).
- P. Martini, A. Cuceu, L. Ennesser, A. Brodzeller, J. Aguilar, S. Ahlen, D. Brooks, T. Claybaugh, R. de Belsunce, A. de la Macorra, A. Dey, P. Doel, J. E. Forero-Romero, E. Gaztañaga, S. G. A. Gontcho et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 01 (2025) 137.
- V. Kamble, K. Dawson, H. du Mas des Bourboux, J. Bautista, and D. P. Scheinder, Astrophys. J. 892, 70 (2020).
- L. Ennesser, P. Martini, A. Font-Ribera, and I. Pérez-Ràfols, Mon. Not. R. Astron. Soc. 511, 3514 (2022).
- I. Pâris, P. Petitjean, E. Rollinde, E. Aubourg, N. Busca, R. Charlassier, T. Delubac, J. C. Hamilton, J. M. Le Goff, N. Palanque-Delabrouille, S. Peirani, C. Pichon, J. Rich, M. Vargas-Magaña, and C. Yèche, Astron. Astrophys. 530, A50 (2011).
- P. B. Hall, S. F. Anderson, M. A. Strauss, D. G. York, G. T. Richards, X. Fan, G. R. Knapp, D. P. Schneider, D. E. Vanden Berk, T. R. Geballe, A. E. Bauer, R. H. Becker, M. Davis, H.-W. Rix, R. C. Nichol et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 141, 267 (2002).
- F. Hamann, H. Herbst, I. Paris, and D. Capellupo, Mon. Not. R. Astron. Soc. 483, 1808 (2019).
- L. Mas-Ribas, Astrophys. J. 885, 95 (2019).
- L. Mas-Ribas and R. Mauland, Astrophys. J. 886, 151 (2019).
- K. S. Dawson, J.-P. Kneib, W. J. Percival, S. Alam, F. D. Albareti, S. F. Anderson, E. Armengaud, É. Aubourg, S. Bailey, J. E. Bautista, A. A. Berlind, M. A. Bershady, F. Beutler, D. Bizyaev, M. R. Blanton et al., Astron. J. 151, 44 (2016).
- M. M. Pieri, Mon. Not. R. Astron. Soc. 445, L104 (2014).
- S. Frank, M. M. Pieri, S. Mathur, C. W. Danforth, and J. M. Shull, Mon. Not. R. Astron. Soc. 476, 1356 (2018).
- S. D’Odorico, M. Dessauges-Zavadsky, and P. Molaro, Astron. Astrophys. 368, L21 (2001).
- J. M. O’Meara, D. Tytler, D. Kirkman, N. Suzuki, J. X. Prochaska, D. Lubin, and A. M. Wolfe, Astrophys. J. 552, 718 (2001).
- M. M. Pieri, M. J. Mortonson, S. Frank, N. Crighton, D. H. Weinberg, K.-G. Lee, P. Noterdaeme, S. Bailey, N. Busca, J. Ge, D. Kirkby, B. Lundgren, S. Mathur, I. Pâris, N. Palanque-Delabrouille et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 441, 1718 (2014).
- N. G. Karaçayl𝚤, P. Martini, J. Aguilar, S. Ahlen, E. Armengaud, S. Bailey, A. Bault, D. Bianchi, A. Brodzeller, D. Brooks, J. Chaves-Montero, T. Claybaugh, A. Cuceu, A. de la Macorra, A. Dey et al., arXiv:2505.07974.
- D. Margala, D. Kirkby, K. Dawson, S. Bailey, M. Blanton, and D. P. Schneider, Astrophys. J. 831, 157 (2016).
- https://www.desi.lbl.gov/collaborating-institutions