Isso é o que provavelmente acontece. O aplicativo designado para abrir arquivos com os tipos de arquivos mencionados é o mesmo em todos eles. .gif, .jpg, .png: todos são manipulados pelo EOG (Eye of Gnome do GNOME). Suspeito que este aplicativo não determine o tipo de arquivo com base na extensão, em vez disso, ele busca o número mágico .
Observe que o comportamento do EOG pode muito bem ser excepcional e também ter cuidado com o fato de que nenhuma conversão real é feita. É só que os aplicativos Linux tendem a confiar em métodos de detecção diferentes das extensões de arquivos, embora muitos desktops modernos realmente procurem a extensão do arquivo para determinar qual aplicativo abrir, já que esse método é provavelmente mais rápido.
Tudo isso pode se aplicar ao Ubuntu, o Windows é uma história completamente diferente. O Explorer pratica um comportamento por padrão que corta a extensão do arquivo do nome do arquivo. Dessa forma, um arquivo chamado "document.pdf" será exibido como "document" e renomear para "document.dvi" será processado como "document.dvi.pdf". Vírus às vezes exploram esse "recurso", fazendo o usuário acreditar que está abrindo um arquivo .jpg, enquanto na realidade eles estão sendo enganados e executando um exe malicioso!
Para ter certeza sobre os tipos de arquivos, existe um comando chamado file
que mostra informações detalhadas sobre o arquivo.
Pela minha experiência pessoal, posso dizer que, pelo menos no meu sistema, o EOG não pode ser induzido a reconhecer um arquivo de imagem renomeado. Você deve estar fazendo algo diferente do que eu.