Облако и его тень. Mars Express, 21 сентября 2018 года; длина шлейфа около 1500 км. ESA/DLR/FU Berlin, обработка J. Cowart.

Издалека облако легко принять за след извержения: оно словно тянется от вершины. Но учёные относят его к орографическим облакам. Такие возникают, когда воздушный поток встречает гору и поднимается вверх. На Земле этот механизм тоже хорошо знаком метеорологам.

Арсия поднимается примерно на 20 километров над окружающей поверхностью. Весной и летом в южном полушарии Марса облако появляется возле неё снова и снова. Днём белый шлейф рассеивается, а на следующее утро цикл может повториться. Поэтому время съёмки здесь не менее важно, чем место.

Облако возле Арсии на снимке VMC от 10 октября 2018 года. На изображении подписаны крупные марсианские вулканы. ESA/GCP/UPV/EHU Bilbao.

Длина облака меняется от утра к утру. В кадре 2024 года шлейф растянулся примерно на 980 километров, а на обработанном изображении 2018 года — приблизительно на 1500. В других наблюдениях его длина достигала 1800 километров. На поверхности Марса видна и тень облака.

Mars Express, камера HRSC, 24 июня 2024 года. На этом кадре облако вытянулось примерно на 980 км. ESA/DLR/FU Berlin.

Наблюдения объясняли, где и когда ждать облако, но с его воспроизведением в компьютерной модели возникла проблема. Обычных представлений о формировании ледяных частиц оказалось недостаточно. В октябре 2026 года группа Хорхе Эрнандеса-Берналя предложила объяснение в Nature Geoscience.

В привычном сценарии водяной пар конденсируется или превращается в лёд на мельчайших частицах — например, пыли. Исследователи добавили в модель другой процесс: образование льда непосредственно из пересыщенного водяного пара, без таких готовых ядер. После этого расчётное облако стало похоже на наблюдаемое.

По модели, поток возле огромного вулкана создаёт волну, которая за считаные минуты поднимает влажный воздух на несколько километров. Он быстро охлаждается: в расчётах температура падает примерно на 30 градусов за десять минут. Возникают условия, при которых пар может сам образовывать ледяные частицы.

Это объяснение опирается на сопоставление модели со снимками. Аппарат не наблюдал зарождение каждой льдинки, а отдельные характеристики расчётного облака ещё расходятся с реальностью. Зато у исследователей появился сценарий, который позволяет гораздо лучше воспроизвести этот утренний шлейф.

Для работы использовали данные трёх приборов Mars Express: VMC, HRSC и OMEGA. Орбита аппарата позволяет смотреть на нужную область утром — именно тогда, когда на других снимках облака может ещё не быть или уже не остаться.