Один раз на рік поблизу згаслого вулкана Гора Арсія на Марсі з’являється таємнича довга і тонка хмара, яка так само раптово зникає. З погляду науки в розрідженій і запорошеній атмосфері не може утворюватися така колосальна структура, але вона існує. Тепер міжнародна група дослідників знайшла розгадку, яка, можливо, змінить колишні уявлення про клімат Червоної планети.
Марс — світ із вкрай розрідженою та «сухою» атмосферою, але й там іноді утворюються хмари. Проте вони кардинально від земних. Атмосфера Червоної планети містить безліч дрібних пилових частинок. Ці частинки стають центрами, навколо яких конденсується водяна пара, потім вона замерзає, формуючи крижані хмари. Цей процес називають гетерогенною нуклеацією.
Однак одна марсіанська хмара вибивається з усіх правил. Йдеться про хмару Гори Арсія (Arsia Mons Elongated Cloud). Воно з’являється кожної зими, формується на світанку над схилами згаслого вулкана, росте з неймовірною швидкістю і зникає за кілька годин. Так відбувається упродовж трьох місяців. Ця хмара досить гігантська структура — крім того, що вона тонка, ще й дуже довга, приблизно 1800 кілометрів.
Вчені намагалися відтворити формування хмари через комп’ютерні моделі марсіанської атмосфери з огляду на всі відомі фактори, включаючи високу запиленість повітря. Але нічого не виходило. Дослідники не могли пояснити саму характерну рису хмари — її довгий хвіст, що швидко формується.
На Марсі у повітрі дуже багато пилу. Вчені думали, що через це зайва волога відразу «сідає» на порошинки і перетворюється на крихітні краплі. Тому повітря не може накопичити багато водяної пари. А раз цей процес не дає повітрю накопичувати багато вологи, то й інший спосіб утворення хмар — гомогенна нуклеація (коли краплі з’являються самі по собі, без порошин) — здавався неможливим.
Міжнародна група астрономів під керівництвом Хорхе Ернандеса-Берналя ( Jorge Hernández-Bernal ) з Університету Країни Басків в Іспанії знайшла недостатній елемент. Вони провели серію комп’ютерних симуляцій з урахуванням надзвичайно високих концентрацій водяної пари. Виявилося, саме такі умови дозволяють хмарі набувати знайомої витягнутої форми.
Модель показала, що поряд з Горою Арсія вранці виникає «холодна кишеня», де температура на 30 градусів нижче за навколишню. У цих зонах фіксувалося перенасичення водяної пари у 100 тисяч разів і більше. У такому середовищі запускається гомогенна нуклеація, і хмара швидко росте, формуючи довгий хвіст, який потім розпливається в широку смугу.
Іншими словами, цей процес не потребує сторонніх «часток-затравок». Водяна пара збирається в кристали сама по собі, без участі порошин, але для цього потрібен надзвичайно високий рівень перенасичення.
Раніше фахівці гадали, що на Марсі такий сценарій неможливий. Ретельний аналіз, проведений ще 2005 року, показав, що для гомогенної нуклеації необхідний ступінь перенасичення водяною парою близько 100 тисяч. Вважалося, що рясний пил в атмосфері Марса надто швидко поглинатиме надлишки пари, не дозволяючи досягти таких екстремальних значень. Однак команда Ернандеса-Берналя спростувала цю думку, щоправда, поки що лише за допомогою комп’ютерних моделей.
Ернандес-Берналь наголосив, що тепер вчені можуть розглядати гомогенну нуклеацію не як виняток, а як важливий процес. Його команда вже висунула гіпотезу, що інші хмари на Марсі теж можуть формуватись цим способом. Наприклад, довгі хмарні сліди, які астрономи фіксували в період перигелія (момент максимального зближення Марса із Сонцем) у різних регіонах планети.
Відкриття міжнародної команди астрономів не лише пояснює загадку Гори Арсія, а й дає ключ до розуміння клімату Марса. В умовах перенасиченої вологою хмари можуть відігравати набагато важливішу роль, ніж вважалося раніше. Результати дослідження представили на конференції Europlanet Science Congress, яка проходила у Гельсінкі з 7 по 12 вересня 2025 року.
