Se um campo não existir, essa consulta de notação de ponto o criará como um hash (objeto) e atribuirá valores às chaves desse hash. Se o campo existir e for uma matriz, ele se comportará conforme o esperado. Veja esta sessão.
> db.arrays.insert({});
> db.arrays.find();
{ "_id" : ObjectId("4f518c8b58713e4dbadbfb9f") }
> db.arrays.update({ "_id" : ObjectId("4f518c8b58713e4dbadbfb9f") }, {$set: {"a.0": 123}});
> db.arrays.find();
{ "_id" : ObjectId("4f518c8b58713e4dbadbfb9f"), "a" : { "0" : 123 } }
> db.arrays.insert({a: []})
> db.arrays.find();
{ "_id" : ObjectId("4f518c8b58713e4dbadbfb9f"), "a" : { "0" : 123 } }
{ "_id" : ObjectId("4f518cca58713e4dbadbfba0"), "a" : [ ] }
> db.arrays.update({ "_id" : ObjectId("4f518cca58713e4dbadbfba0") }, {$set: {"a.0": 123}});
> db.arrays.find();
{ "_id" : ObjectId("4f518c8b58713e4dbadbfb9f"), "a" : { "0" : 123 } }
{ "_id" : ObjectId("4f518cca58713e4dbadbfba0"), "a" : [ 123 ] }
